CN107656889A - 一种宇航电子产品通用检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种宇航电子产品通用检测装置，包括总线、功能板卡和接口板卡；所述总线位于机箱背板中，机箱背板前、后方设有一一对应的插槽，所述功能板卡和接口板卡通过插槽与所述总线连接；所述总线设有自定义的多个标准5VTTL信号，用于机箱背板前插槽功能板块、后插槽接口板卡的互联；所述总线还设有自定义的多个插槽位置互联信号，用于内部各功能板卡之间的通信，通过增加/减少功能板卡的方式即可实现相应检测功能的增加/减少。本发明节约了原理图设计和PCB设计，简化电子装联及机械装配环节，减少了产品调试时间、进而提高了产品研制效率、缩短了研制周期、减少了维护成本、提升了产品质量和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及空间产品检测领域，特别涉及一种宇航电子产品通用检测装置。
背景技术
传统宇航产品分系统或单机地面检测设备外形各异——机箱大小、外观及面板功能各不相同；核心处理电路各异——有单片机、ARM、CPLD、FPGA、工控计算机等核心处理器件；接口类型数量各异——不同设备分别包含不同类型及数量的电性接口。且在检测设备的设计过程中，各自考虑各自的工作模式，功能虽有交叉但又不尽相同，没有现成可以重用或利用的模块，即使需求略有改动，都需重新设计电路图、PCB版、装配、编写软件、调试，导致设备研制周期长、技术状态难控制、设备维护浪费人力物力，较难达到宇航配套地检设备的成熟度及研制周期要求。因此，在梳理传统遥控、温控、配电、推进、数传及综合电子等各个领域不同型号的地面检测设备后，根据其功能和接口特性进行统计、归类，提出了一种基于CPCI结构自定义总线的宇航电子产品通用检测平台，覆盖宇航产品多个分系统、单机的地面检测领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种宇航电子产品通用检测装置，以解决现有的检测设备研制周期长、技术状态难控制、设备维护浪费人力物力、较难达到宇航配套地检设备的成熟度及研制周期要求的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种宇航电子产品通用检测装置，包括总线、功能板卡和接口板卡；所述总线位于机箱背板中，机箱背板前、后方设有一一对应的插槽，所述功能板卡和接口板卡通过插槽与所述总线连接；所述总线设有自定义的多个标准5VTTL信号，用于机箱背板前插槽功能板卡、后插槽接口板卡的互联；所述总线还设有自定义的多个插槽位置互联信号，用于内部各功能板卡之间的通信；所述总线还设有自定义的多路网络信号，连接到所述网络交换模块；所述功能板卡中的信号定于与所述总线的信号定义一一对应；所述通用检测装置的单个功能由相对应的机箱背板前、后方插槽上连接的功能板卡和接口板卡共同完成，通过增加/减少功能板卡和对应接口板卡的方式即可实现相应检测功能的增加/减少；各功能板卡的检测数据通过所述网络交换模块以TCP/IP接口与计算机进行通信。
进一步地，所述标准5VTTL信号的数量为128个。
进一步地，所述插槽位置互联信号的数量为32个。
进一步地，所述多路网络信号的数量为8个。
本发明提供的宇航电子产品通用检测装置取得的有益效果是：通过统一产品结构外观及风格，规范各模块电路设计，统一核心处理模块，统一上位机界面风格，统一上位机与下位机通信方式，节约了原理图设计和PCB设计，简化电子装联及机械装配环节，减少了产品调试时间、进而提高了产品研制效率、缩短了研制周期、减少了维护成本、提升了产品质量和可靠性。在设计人员未增加的情况下，能够完成传统检测设备3倍的产量。该通用检测平台已作为宇航产品分系统或单机地面检测设备的主流平台，已覆盖遥控、温控、配电、推进、数传及综合电子等领域。
附图说明
下面结合附图对发明作进一步说明：
图1为本发明实施例提供的宇航电子产品通用检测装置的内部结构图；
图2为本发明实施例提供的宇航电子产品通用检测装置的实物图正面；
图3为本发明实施例提供的宇航电子产品通用检测装置的实物图背面；
图4为本发明实施例提供的宇航电子产品通用检测装置的4U背板模块实物图正面；
图5为本发明实施例提供的宇航电子产品通用检测装置的4U背板模块实物图背面；
图6为本发明实施例提供的宇航电子产品通用检测装置的网络交换模块实物图；
图7为本发明实施例提供的宇航电子产品通用检测装置的多路可编程数字IO模块实物图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的宇航电子产品通用检测装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于，本发明提供的基于CPCI结构自定义总线的通用检测装置，单个功能由两个板卡完成，即前插功能板和后插接口板，前后插板通过自定义CPCI总线实现信号的连接。每个功能模块通过内置的网络交换模块最终以TCP/IP接口与计算机进行通信。自定义总线插槽对各模块均等，可组合，可互换，也便于拆卸，可扩展性极强。结构框图如图1所示。
基于CPCI结构的机箱采用4U-19英寸标准机箱，对应的板卡为标准6U宽度，采用横插模式。机箱背板采用自定义的总线：设计中电源、地的信号定义和标准CPCI总线兼容，并将电源、地信号连接至电源模块专用接插件X0-1；自定义的128个标准5VTTL信号用于前、后插槽上功能模块信号的互联；自定义32个所有插槽位置互联的信号，用于设备内部各功能模块之间相互通信；自定义8路网络信号连接至网络接口模块专用接插件X9-1。硬件设计要能够适用于完成不同设备不同功能的要求；软件设计要通用化、可配置，比如模拟量采集的周期、路数，指令发送的脉冲极性、脉冲宽度等；总线设计和背板节点定义相同。检测平台内置8口网络接口模块，其位置固定在背板X9-1接插件对应的位置上，将平台内部每个插槽位置对应的网络信号连接至网络接口模块，最终以一个对外输出网络接口实现和上位机的通信自定义总线的通信。
由附图2和附图3可知，通用检测平台结构统一，外观风格相同，内部集成多个功能独立、接口规范的功能板卡完成任务需求，每个模块位置可互换、可重复利用，可通过增加/减少功能板卡的简单方式来完成任务需求的增加或删减，具有灵活的互换性、维修性，能够有效缩短研制周期、降低人力成本、提高生产效率、提升产品可靠性。
自定义总线的背板模块的印制电路板外形尺寸为395.4mm×161.7mm×4.0mm，其实物图如图4、图5所示：自定义总线的背板模块包含1个连接网络接口模块的接插件X9-1，1个连接CPCI电源模块的接插件X0-1以及32个连接前插板和后插板的接插件X1-1～X1-4、X2-1～X2-4、X3-1～X3-4、X4-1～X4-4、X5-1～X5-4、X6-1～X6-4、X7-1～X7-4、X8-1～X8-4。在32个连接前插板和后插板的接插件中，X1-1～X8-1的定义相同，X1-4～X8-4的定义相同，X1-2～X8-2以及X1-3～X8-3为空点，作为前、后插板对插时信号互联，其节点定义如表1～表4所示：
表1 X1-1～X8-1接插件节点定义
表2 X1-4～X8-4接插件节点定义
表3 X9-1接插件节点定义
表4 X0-1接插件节点定义
| 序号 | X0-1(PCIH47F300A1/AA-PA372) | 定义 | 备注 |
| 1) | 1、2、3、4 | +5V | +5V电源 |
| 2) | 5、6、7、8、9、10、11、12、19、22、24 | GND | 二次地 |
| 3) | 13、14、15、16、17、18 | +3.3V | +3.3V电源 |
| 4) | 20 | +12V | -12V电源 |
| 5) | 21 | -12V | +12V电源 |
网络接口模块电路板外形尺寸为160.0mm×100.0mm×1.6mm，包含1个RJ-45对外网络接口J5和1个和CPCI背板相连接的内部网络信号接口接插件X1，X1的节点定义和背板X9-1的节点定义相同。网络接口模块的实物图如图6所示。
多路可编程数字IO模块印制电路板外形尺寸为233.3mm×160.0mm×1.6mm，包含4个和CPCI背板相连接的内部接插件X1～X4，其对外节点定义和背板X1～X4相同。多路可编程数字IO模块的实物图如图7所示。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1.一种宇航电子产品通用检测装置，其特征在于，包括总线、功能板卡和接口板卡；所述总线位于机箱背板中，机箱背板前、后方设有一一对应的插槽，所述功能板卡和接口板卡通过插槽与所述总线连接；
所述总线设有自定义的多个标准5VTTL信号，用于机箱背板前插槽功能板块、后插槽接口板卡的互联；所述总线还设有自定义的多个插槽位置互联信号，用于内部各功能板卡之间的通信；所述总线还设有自定义的多路网络信号，连接到所述网络交换模块；所述功能板卡中的信号定义与所述总线的信号定义一一对应；
所述通用检测装置的单个功能由相对应的机箱背板前、后方插槽上连接的功能板卡和接口板卡共同完成，通过增加/减少功能板卡和对应接口板卡的方式即可实现相应检测功能的增加/减少；各功能板卡的检测数据通过所述网络交换模块以TCP/IP接口与计算机进行通信。
2.如权利要求1所述的宇航电子产品通用检测装置，其特征在于，所述标准5VTTL信号的数量为128个。
3.如权利要求1所述的宇航电子产品通用检测装置，其特征在于，所述插槽位置互联信号的数量为32个。
4.如权利要求1所述的宇航电子产品通用检测装置，其特征在于，所述多路网络信号的数量为8个。
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