CN109683512A - 一种应用于舵系统的转接卡 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种应用于舵系统的转接卡，包括：用于与目标计算机进行通信的第一RS422通信模块；与第一RS422通信模块相连，用于对目标计算机的通信时序进行修正的微处理器；与微处理器相连，用于将微处理器输出的通信时序传输至目标舵系统测试箱的第二RS422通信模块。这样一来，转接卡中的微处理器就可以对由第一RS422通信模块获取到的目标计算机的通信时序进行修正，从而得到精度较高的通信时序，然后，将精度较高的通信时序经由第二RS422通信模块传输至目标舵系统测试箱中，由此就可以使得舵系统测试箱能够更为全面的检测到舵系统在通信时序上的缺陷。

Description

一种应用于舵系统的转接卡

技术领域

本发明涉及舵系统控制技术领域，特别涉及一种应用于舵系统的转接卡。

背景技术

舵系统可以作为火箭弹或者是无人机等集成系统的分系统，在实际当中，得到了较为广泛的应用。在对舵系统进行研发设计的过程中，一般是利用计算机和舵系统测试箱来对舵系统进行测试。但是，在利用计算机和舵系统测试箱对舵系统进行测试的过程中，计算机的通信时序精度较低，一般为毫秒级，由此导致通过计算机传输至舵系统测试箱中的通信时序精度较低，在此种情况下，无法全面检测出舵系统在通信时序上的缺陷。所以，通过怎样的一种方法来提高传输至舵系统测试箱中通信时序的精度，从而能够更为全面地检测出舵系统在通信时序上的缺陷，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于舵系统的转接卡，以提高传输至舵系统测试箱中通信时序的精度，从而使得舵系统测试箱能够更为全面的检测到舵系统在通信时序上的缺陷。其具体方案如下：

一种应用于舵系统的转接卡，包括：

用于获取目标计算机的通信时序的第一RS422通信模块；

与所述第一RS422通信模块相连，用于对所述目标计算机的通信时序进行修正的微处理器；

与所述微处理器相连，用于将微处理器输出的通信时序传输至目标舵系统测试箱的第二RS422通信模块。

优选的，所述微处理器为FPGA。

优选的，所述FPGA为XC6SLX45-2CSG3241。

优选的，所述第一RS422通信模块与所述第二RS422通信模块的规格相同。

优选的，所述第一RS422通信模块和所述第二RS422通信模块为ADM258E。

优选的，还包括：

用于对所述第一RS422通信模块、所述第二RS422通信模块和所述微处理器进行供电的供电模块。

优选的，所述供电模块为电源适配器。

优选的，还包括：

用于存储对所述目标计算机的通信时序进行处理的预设通信协议的存储芯片。

优选的，所述存储芯片具体为AT24C16。

可见，在本发明中，是在转接卡中集成用于获取目标计算机的通信时序的第一RS422通信模块、用于对目标计算机的通信时序进行修正的微处理器以及用于将微处理器输出的通信时序传输至目标舵系统测试箱的第二RS422通信模块。这样一来，转接卡中的微处理器就可以对由第一RS422通信模块获取到的目标计算机的通信时序进行修正，从而得到精度较高的通信时序，然后，将精度较高的通信时序经由第二RS422通信模块传输至目标舵系统测试箱中，由此就可以使得舵系统测试箱能够更为全面的检测到舵系统在通信时序上的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种应用于舵系统的转接卡的结构图；

图2为本发明实施例提供的将应用于舵系统的转接卡连接在目标计算机与舵系统测试箱之间的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的利用应用于舵系统的转接卡对舵系统进行测试的连接示意图；

图4为本发明实施例提供的指令结构示意图；

图5为本发明实施例提供的应用于舵系统的转接卡在对舵系统进行测试时的通信示意图；

图6为本发明实施例提供的应用于舵系统的转接卡选择工作模式的方法流程图；

图7为本发明实施例提供的当指令为11110110随机生成的误差为百分之三十的时序图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种应用于舵系统的转接卡，如图1所示，该转接卡包括：

用于获取目标计算机的通信时序的第一RS422通信模块；

与第一RS422通信模块相连，用于对目标计算机的通信时序进行修正的微处理器；

与微处理器相连，用于传输微处理器输出的通信时序的第二RS422通信模块。

需要说明的是，在现有技术当中，目标计算机由于自身属性的限制，它的通信时序精度一般为毫秒级，无法做到更为精确的控制精度。由此导致目标计算机与舵系统测试箱在对舵系统进行测试的过程中，传输至舵系统测试箱中的通信时序精度较低，从而使得舵系统测试箱无法检测到舵系统在通信时序上的技术缺陷，进而导致舵系统在后期使用过程中存在极大的安全隐患。

可以理解的是，微处理器是由算术逻辑单元(ALU，Arithmetic LogicalUnit)、内存时序和控制逻辑部件、累加器和通用寄存器、程序计数器、地址锁存器、缓存器以及内部总线所组成。而且，微处理器一般采用外部晶振进行驱动，由此使得微处理器的时序精度可以达到纳秒级，所以，微处理器相较于目标计算机在时序控制方面具有更高的控制精度。在实际应用当中，可以将微处理器设置为单片机、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、ARM(Advanced RISE Machines，ARM处理器)或者是Soc(System onChip，系统级芯片)。

如图2所示，在本实施例中，为了提高输入至舵系统测试箱中通信时序的精度，是在目标计算机和舵系统测试箱之间连接了一个转接卡，并在转接卡中集成了第一RS422通信模块、第二RS422通信模块以及微处理器。

如图3所示，是利用该转接卡对舵系统进行测试的连接示意图。在实际应用当中，是将转接卡连接在目标计算机与舵系统测试箱之间，这样一来，转接卡中的第一RS422通信模块就可以与目标计算机建立通信连接，当第一RS422通信模块获取到目标计算机的通信时序时，就可以将目标计算机的通信时序交由微处理器进行修正，并将修正后的通信时序经由第二RS422通信模块传输至舵系统测试箱当中，然后，舵系统测试箱就可以对舵系统进行测试。

在此过程中，目标计算机输出的通信时序经由转接卡传输至舵系统测试箱中，相当于是利用转接卡中的微处理器对目标计算机输出的通信时序进行了校正，并由此提高了输入至舵系统测试箱中通信时序的控制精度，从而使得舵系统测试箱可以更为全面、准确地检测出舵系统通信时序中的缺陷，进而提高舵系统在后期使用过程中的可靠性。

可见，在本实施例中，是在转接卡中集成用于获取目标计算机的通信时序的第一RS422通信模块、用于对目标计算机的通信时序进行修正的微处理器以及用于将微处理器输出的通信时序传输至目标舵系统测试箱的第二RS422通信模块。这样一来，转接卡中的微处理器就可以对由第一RS422通信模块获取到的目标计算机的通信时序进行修正，从而得到精度较高的通信时序，然后，将精度较高的通信时序经由第二RS422通信模块传输至目标舵系统测试箱中，由此就可以使得舵系统测试箱能够更为全面的检测到舵系统在通信时序上的缺陷。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，具体的，微处理器为FPGA。

在本实施例中，是将微处理器设置为FPGA(Field-Programmable GateArray，现场可编程逻辑门阵列)，因为FPGA内部不仅具有低偏斜的时钟网络，而且，FPGA内部的DCM(Data Communication Module，数据通信模块)可消除时钟偏斜和周期扭曲变化，此外，FPGA内部的PLL(Phase Locked Loop，锁相环)可以实现相位锁定，以及实现时钟低抖动。通过大量实践证明，经由FPGA对目标计算机的通信时序进行处理传输，可以将由目标计算机发送的通信时序的精度从毫秒级提高到纳秒级，并由此可以提高输入至舵系统测试箱的通信时序的精度。而且，FPGA还具有体积小巧、性能稳定等优点，所以，将微处理器设置为FPGA可以进一步减少转接卡对空间的占用面积。

作为一种优选的实施方式，FPGA为XC6SLX45-2CSG3241。

具体的，可以将FPGA设置为XC6SLX45-2CSG3241，因为此种逻辑芯片拥有43661个逻辑元件，所以，使得该逻辑芯片具有强大的逻辑处理能力；并且，由于该逻辑芯片内部集成有PLL和DCM，可以很好的控制I/O口的输入/输出时序抖动。此外，此种逻辑芯片可以在-40℃到100℃的外界环境下进行稳定工作，由此保证了转接卡处理结果的稳定性与可靠性。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，具体的，第一RS422通信模块与第二RS422通信模块的规格相同。

在本实施例中，是将第一RS422通信模块和第二RS422通信模块设置为规格相同的通信模块，这样一来，工作人员在对转接卡进行设计与调试的过程中，如果第一RS422通信模块或者第二RS422通信模块发生故障，工作人员就可以利用相同型号的RS422通信模块对发生故障的RS422通信模块进行同类替换，并且，相同型号的RS422通信模块也方便工作人员的统一购买，由此可以进一步提高工作人员的工作效率。

作为一种优选的实施方式，第一RS422通信模块和第二RS422通信模块为ADM258E。

可以理解的是，ADM258E是一种高集成度的数据收发器，而且，ADM258E具有限流和热关断特性，可以防止ADM258E在故障条件下由于功耗过大，而出现的断路情况，由于转接卡在测试过程中所处环境的复杂性，在本实施例中，是将第一RS422通信模块和第二RS422通信模块设置为ADM258E，由此来保证转接卡在测试过程中的安全性及可靠性。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，具体的，上述转接卡还包括：

用于对第一RS422通信模块、第二RS422通信模块和微处理器进行供电的供电模块。

为了使得转接卡可以长时间的进行工作，在本实施例中，还在转接卡上设置了供电模块，也即，利用供电模块来对转接卡提供能量来源，并由此保证转接卡中第一RS422通信模块、第二RS422通信模块以及微处理器在测试过程中的稳定性。

作为一种优选的实施方式，供电模块为电源适配器。

具体的，可以将供电模块设置为电源适配器，因为电源适配器可以将交流电转换为稳定的直流电，这样一来，电源适配器就可以为转接卡提供稳定的供电来源。而且，电源适配器还具有体积小巧、可拆卸的优点，这样的设计结构不仅可以提高转接卡在实际应用当中的易操作性，而且，也可以使得转接卡更加便于携带。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，具体的，上述转接卡还包括：

用于存储对目标计算机的通信时序进行处理的预设通信协议的存储芯片。

在本实施例中，还可以在转接卡上设置存储芯片，并在存储芯片上烧录预设通信协议，然后，利用存储芯片中存储的预设通信协议来对目标计算机的通信时序进行处理，以使得本实施例中的转接卡可以应用于更多复杂场景中。

其中，预设通信协议中指令的具体结构如图4所示，指令结构中的帧头、ID是用来判断通信协议是否为设置模式；模式类型是写入待工作模式，也即，转接卡是否需要按照预先烧录的通协议进行工作；波特率设置1和波特率设置2是可以根据波特率设置的值以及时钟频率计算波特率，例如：波特率设置1为：01010110，波特率设置2为：00000000，时钟频率为40MHZ，则波特率为：1*(86*25ns)＝460800bps；数据位长度是根据数值来判断RS422通信数据的长度；校验类型是判断校验类型；停止位长度是判断停止位长度。而且，在该指令结构中波特率、校验类型、停止位长度、数据位长度、两帧数据间隔时间均可以灵活进行设置，所以，通过在存储芯片中存储用于对目标计算机的通信时序进行处理的预设通信协议，就可以使得转接卡处于不同的工作模式当中。

作为一种优选的实施方式，存储芯片具体为AT24C16。

因为AT24C16不仅可在1.8V～5.5V的电压之间进行工作，而且，AT24C16的工作温度为-55℃到+125℃，可以使得转接卡在极端条件下也不会将存储芯片中的数据丢失，由于AT24C16的此种特性，使得AT24C16适合于在复杂的工业环境中进行使用与操作，由此保证了转接卡在使用过程中的可靠性及稳定性。

基于上述实施例所公开的内容，此处将对如何通过应用于大功率伺服系统的转接卡来对舵系统进行测试进行说明。可以理解的是，因为存储芯片中预设通信协议可以灵活进行配置，在本实施例中，是根据实际情况的需要，在是预设通信协议中设置三种协议通信模式，也即，通信协议设置模式、上位机控制模式和转接卡测试模式。

其中，通信协议设置模式是指将需要设置的指令按照预设协议将工作协议存储在转接卡的存储芯片当中，当转接卡重新上电时，转接卡将按照通信协议设置模式所设定的预设协议进行工作。

上位机控制模式是指当转接卡接收到测试方的上位机所发送的控制数据时，会将上位机的控制数据直接发送至舵系统测试箱中，之后，再经由舵系统测试箱对舵系统进行测试。

转接卡测试模式是指直接将对舵系统进行测试的程序指令预先烧录至存储芯片当中，也即，直接利用转接卡对舵系统进行测试，也即，舵系统将会完全脱离目标计算机和舵系统测试箱的控制，这样一来，就避免了在现有技术当中，如果需要对舵系统在外界环境中进行测试时，需要工作人员将舵系统测试箱搬运至外界环境中的繁琐过程。而且，转接卡还具有体积小巧、重量轻便、便于携带等优点，不仅使得舵系统的测试更为简单、方便，而且，也大大提高了工作人员在对舵系统进行测试过程中的测试体验。

需要说明的，在本实施例中，是将对舵系统进行测试的程序指令预先烧录至存储芯片当中，在实际应用当中，还可以将对舵系统进行测试的程序指令预先烧录至FPGA中，以此来进一步提高数据之间的通信效率。

如图5所示，当利用转接卡、目标计算机和舵系统测试箱对舵系统进行测试时，转接卡中的第一RS422通信模块会接收到目标计算机发送的通信时序，此时，转接卡中的微处理器会对该通信时序进行解析，将该通信时序缓存在数据缓存区，然后，经由第二RS422通信模块将该通信时序发送至舵系统测试箱当中，最后，通过舵系统测试箱来对舵系统进行测试。并且，在此过程中，第二RS422通信模块也会将从舵系统测试箱获取到的数据实时传输至第一RS422通信模块当中，以实现舵系统测试箱与目标计算机之间的信息交互。

需要注意的是，在通信协议设置模式下，微处理器还会将目标计算机的通信时序中有用的数据存储在存储芯片当中，以供舵系统测试箱下一次对舵系统进行测试。

如图6所示，在实际操作当中，目标计算机可以按照当前所设定的通信时序将指令发送至转接卡，当转接卡接收到指令时，转接卡根据指令类型判定转接卡当前所需要的工作模式。当转接卡需要工作在通信设置模式下时，将需要设置的指令按照预设通信协议将工作协议发送到转接卡内部，并将指令中的有效数据存储在存储芯片当中，然后，转接卡重新上电，将所需要设置的通信时序投入工作，最后，将数据发送至舵系统测试箱；当转接卡需要工作在上位机控制模式或者是通信板卡测试模式时，则将选择发送的数据发送至舵系统测试箱中。

此外，在此基础上，还可以在存储芯片烧录能够增加转接卡软件测评功能的程序编码。具体的，假设需要向舵系统发送指令：11110110，需要检测舵系统在通信误差为百分之三十时的性能，此时，转接卡会生成百分之三十的误差通信时序发送至舵系统，如图7所示，为指令11110110随机生成的百分之三十的误差时序图，也即，通过此种方式来检测舵系统的容错率是否能够达到百分之三十。由此可知，本实施例中的转接卡通过自动生成错误的或者一定误差的通信时序，并以此可以评判舵系统的容错能力。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种应用于舵系统的转接卡进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种应用于舵系统的转接卡，其特征在于，包括：

用于获取目标计算机的通信时序的第一RS422通信模块；

与所述第一RS422通信模块相连，用于对所述目标计算机的通信时序进行修正的微处理器；

与所述微处理器相连，用于将微处理器输出的通信时序传输至目标舵系统测试箱的第二RS422通信模块。

2.根据权利要求1所述的转接卡，其特征在于，所述微处理器为FPGA。

3.根据权利要求2所述的转接卡，其特征在于，所述FPGA为XC6SLX45-2CSG3241。

4.根据权利要求1所述的转接卡，其特征在于，所述第一RS422通信模块与所述第二RS422通信模块的规格相同。

5.根据权利要求4所述的转接卡，其特征在于，所述第一RS422通信模块和所述第二RS422通信模块为ADM258E。

6.根据权利要求1所述的转接卡，其特征在于，还包括：

用于对所述第一RS422通信模块、所述第二RS422通信模块和所述微处理器进行供电的供电模块。

7.根据权利要求6所述的转接卡，其特征在于，所述供电模块为电源适配器。

8.根据权利要求1至7任一项所述的转接卡，其特征在于，还包括：

用于存储对所述目标计算机的通信时序进行处理的预设通信协议的存储芯片。

9.根据权利要求8所述的转接卡，其特征在于，所述存储芯片具体为AT24C16。