CN108322373A - 航电系统的总线测试卡、测试方法及总线测试装置 - Google Patents

航电系统的总线测试卡、测试方法及总线测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种航电系统的总线测试卡、测试方法及总线测试装置，涉及航空电子设备测试领域。本发明公开的航电系统的总线测试卡，至少包括与航电测试系统连接的现场可编程门阵列FPGA单元、以及与所述FPGA单元连接的接口驱动单元，所述接口驱动单元连接有多种总线芯片，其中：所述FPGA单元，对航电测试系统传输的测试数据进行协议转换，并将协议转换后的数据通过所述接口驱动单元传输给对应的总线芯片，由该总线芯片传输给对应的待测试设备。

Description

航电系统的总线测试卡、测试方法及总线测试装置
技术领域
本发明涉及航空电子设备测试领域，具体涉及一种航电系统的总线测试卡、测试方法及总线测试装置。
背景技术
航空总线系统是整个飞机的信息中枢，完成所有设备的数据通信和控制信号传输的工作。因此，对于航空总线测试是航空电子设备测试领域一个重要工作。
目前，所有的航空电子设备都是通过将不同的通信总线卡插到工控机中实现航空总线设备的测试，如图1(a)所示。而其内部工作原理如图1(b)所示。
但是，随着飞机越来越大，其航电系统也变得非常庞大非常复杂，而对于航电系统的测试系统功能也变得非常复杂，体积也变大很多，对于这样的变化，亟待一个综合性能高的设备解决测试设备的便携问题。
发明内容
本文提供一种航电系统的总线测试卡、测试方法及总线测试装置，可以解决现有工控机体积大的问题。
本文公开了一种航电系统的总线测试卡，至少包括与航电测试系统连接的现场可编程门阵列FPGA单元、以及与所述FPGA单元连接的接口驱动单元，所述接口驱动单元连接有多种总线芯片，其中：
所述FPGA单元，对航电测试系统传输的测试数据进行协议转换，并将协议转换后的数据通过所述接口驱动单元传输给对应的总线芯片，由该总线芯片传输给对应的待测试设备。
可选地，上述总线测试卡中，所述接口驱动单元，还通过其下连接的各种总线芯片接收待测试设备传输的反馈数据，并将接收到的反馈数据传输给所述FPGA单元；
所述FPGA单元，将接收的反馈数据进行协议转换，并将协议转换后的反馈数据传输给航电测试系统。
可选地，上述总线测试卡中，所述接口驱动单元连接的总线芯片包括如下任一种或几种：
光纤通道-航空电子环境FC_AE总线芯片、航空电子全双工通信以太网交换AFDX总线芯片、控制器局域网络CAN总线芯片、1553B总线芯片、429总线芯片。
本文还公开了一种航电系统的总线测试方法，包括：
现场可编程门阵列FPGA单元接收到航电测试系统传输的测试数据时，对所述测试数据进行协议转换，将协议转换后的数据通过接口驱动单元传输给对应的总线芯片，经由该总线芯片传输给对应的待测试设备。
可选地，上述方法还包括：
所述接口驱动单元通过其下连接的各种总线芯片接收待测试设备传输的反馈数据，将接收到的反馈数据传输给所述FPGA单元；
所述FPGA单元将接收的反馈数据进行协议转换，将协议转换后的反馈数据传输给所述航电测试系统。
可选地，上述方法中，所述接口驱动单元连接的总线芯片包括如下任一种或几种：
光纤通道-航空电子环境FC_AE总线芯片、航空电子全双工通信以太网交换AFDX总线芯片、控制器局域网络CAN总线芯片、1553B总线芯片、429总线芯片。
本文还公开了一种总线测试装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的航电系统的总线测试方法的所有处理。
本申请技术方案通过FPGA(Field－Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)集成的模式，将所有总线通信模块集成到FPGA中，设备中的体积由原来的工控机变为一颗芯片，设备的体积得到极大的减小,功能性能也得到了提升。
附图说明
图1(a)是现有航电设备通过将不同的通信总线卡插到工控机实现系统测试的示意图；
图1(b)是现有航电设备通过不同的通信总线卡插到工控机进行系统测试的原理示意图；
图2是本发明实施例中航电系统的总线测试卡的原理示意图；
图3是本发明实施例中航电系统的总线测试卡的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将结合具体实施方式对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
实施例1
本申请发明人针对现有将不同的通信总线卡插到工控机中实现航空总线设备的测试方案，提出可以利用FPGA集成模式将所有总线通信模块集成为一体，其原理如图2所示，这样可以大大减小现有工控机的体积。
基于上述思想，本实施例提供一种航电系统的总线测试卡，也可以认为是一颗集成芯片，其结构如图3所示，至少包括FPGA单元、接口驱动单元和信号接口单元。
FPGA单元，主要实现各类总线数据之间的协议格式转换，其一端与航电测试系统连接，其另一端与接口驱动单元相连，通过接口驱动单元至少连接如下一种或多种总线芯片：
FC_AE(Fibre Channel Avionics Environment，光纤通道-航空电子环境)总线芯片、AFDX(Avionics Full-Duplex Switched Ethernet，航空电子全双工通信以太网交换)总线芯片、CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线芯片、1553B总线芯片、429总线芯片。
接口驱动单元还可以连接有如下各种通信芯片：
1394接口芯片、异步UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步收发传输器)芯片、ADC(模数转换器)、DAC(数模转换器)以及422/485通信接口芯片。
信号接口单元，可以接收各类总线数据格式的测试信号，并传输给对应的待测试设备。
上述总线测试卡的工作过程如下：
航电测试系统通过PCIe(peripheral component interconnect express，高速串行计算机扩展总线标准)总线发送测试数据至FPGA，FPGA将数据按照不同的协议格式进行处理(即将PCIe总线数据转换成待测试设备支持的协议格式的总线数据)后发送到接口驱动单元，由接口驱动单元对应的总线芯片，最后经信号接口单元传输至对应的待测试设备。
对应的，待测试设备也可以向航电测试系统反馈数据，即接口驱动单元将其下连接的总线芯片接收到的对应的待测试设备的反馈数据传输给FPGA，由FPGA对反馈数据按照不同的协议格式进行处理，转换成PCIe总线数据，传输给航电测试系统。
另外，在上述总线测试卡的基本架构上，还可以增加LED指示灯、USB接口单元等。
实施例2
本实施例提供一种航电系统的总线测试方法，包括如下操作：
FPGA单元接收航电测试系统传输的测试数据，对测试数据进行协议转换，将协议转换后的数据通过接口驱动单元传输给对应的总线芯片，经由该总线芯片传输给对应的待测试设备。
在上述方法的基础上，还可以包括反馈数据的传输。也就是说，接口驱动单元可以通过其下连接的各种总线芯片接收待测试设备传输的反馈数据，将接收到的反馈数据传输给FPGA单元；
FPGA单元将接收的反馈数据进行协议转换(即转换成PCIe总线数据格式)，将协议转换后的反馈数据传输给所述航电测试系统。
其中，接口驱动单元连接的总线芯片可以包括如下任一种或几种：
FC_AE总线芯片、AFDX总线芯片、CAN总线芯片、1553B总线芯片、429总线芯片。
还要说明的是，在具体实施过程中，上述航电系统的总线测试卡也可以变换成一种总线测试装置，其包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例2所描述的方法的所有处理。
从上述实施例可以看出，本申请技术方案利用FPGA可编程芯片实现所有通信模块，即将所用通信模块集成到一块FPGA中，可以极大地减少测试板卡数量，同时由于所有通信模块在同一个FPGA中，通信模块之间的数据传输和同步性能得到了很大的提高。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种航电系统的总线测试卡，至少包括与航电测试系统连接的现场可编程门阵列FPGA单元、以及与所述FPGA单元连接的接口驱动单元，所述接口驱动单元连接有多种总线芯片，其中：
所述FPGA单元，对航电测试系统传输的测试数据进行协议转换，并将协议转换后的数据通过所述接口驱动单元传输给对应的总线芯片，由该总线芯片传输给对应的待测试设备。
2.如权利要求1所述的总线测试卡，其特征在于，
所述接口驱动单元，还通过其下连接的各种总线芯片接收待测试设备传输的反馈数据，并将接收到的反馈数据传输给所述FPGA单元；
所述FPGA单元，将接收的反馈数据进行协议转换，并将协议转换后的反馈数据传输给航电测试系统。
3.如权利要求1或2所述的总线测试卡，其特征在于，所述接口驱动单元连接的总线芯片包括如下任一种或几种：
光纤通道-航空电子环境FC_AE总线芯片、航空电子全双工通信以太网交换AFDX总线芯片、控制器局域网络CAN总线芯片、1553B总线芯片、429总线芯片。
4.一种航电系统的总线测试方法，包括：
现场可编程门阵列FPGA单元接收到航电测试系统传输的测试数据时，对所述测试数据进行协议转换，将协议转换后的数据通过接口驱动单元传输给对应的总线芯片，经由该总线芯片传输给对应的待测试设备。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
所述接口驱动单元通过其下连接的各种总线芯片接收待测试设备传输的反馈数据，将接收到的反馈数据传输给所述FPGA单元；
所述FPGA单元将接收的反馈数据进行协议转换，将协议转换后的反馈数据传输给所述航电测试系统。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述接口驱动单元连接的总线芯片包括如下任一种或几种：
光纤通道-航空电子环境FC_AE总线芯片、航空电子全双工通信以太网交换AFDX总线芯片、控制器局域网络CAN总线芯片、1553B总线芯片、429总线芯片。
7.一种总线测试装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求4-6中任一项所述的方法的处理。
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