CN110567328A - 一种微型弹上黑匣子记录仪系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微型弹上黑匣子记录仪系统，包括：以FLASH电路为核心的数据记录仪，以FPGA电路为核心的弹载计算机，所述数据记录仪与弹载计算机采用SPI通讯方式进行通信，完成弹上数据的存储记录和数据下载，在所述弹载计算机上具有电源电路，所述电源电路与所述FPGA电路进行连接。本发明的优点是：结构简单，体积小、成本低、功耗低、重量轻、可靠性高，模块化，可推广于其它型号武器系统，应用前景十分广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种微型弹上黑匣子记录仪系统。
背景技术
随着现代战争中高科技含量的不断注入，作战环境的日趋复杂，对武器系统的研制提出更高的性能要求。因此，这就要求在武器系统的研制阶段，必须掌握大量真实目标特性及干扰和环境特性，以利于制导软件的调试，以及气动外形的设计等。
导弹飞行参数是反映系统及其零部件动力学和运动学特性的重要参量，进行飞行参数的动态测试和分析在导弹的研制和使用过程中具有重要意义，它可以帮助分析失误原因，对导弹设计进行改进，并可以帮助准确地预测导弹飞行姿态等状况。目前在导弹的研制测试阶段飞行试验中数据测试的方法有遥测、磁带记录仪、训练弹等。通过遥测方式获取导弹的飞行参数，即采用无线电信号，实时传输导弹的工作数据，来达到记录导弹飞行数据的目的。遥测由于其体积大等特点仅能用于导弹测试阶段，不能用于战斗弹，采用遥测设备，一方面成本高，另一方面遥测设备带宽有限，受天气影响较大，伴随失真现象，且图像处理等特殊信号用遥测数据发送不能达到预期效果；价格昂贵、必须设计地面接收点、容易丢失数据、带宽有限、受天气影响较大、伴随失真现象、数据保密性差、易受干扰。磁带记录仪方式已经被证明记录精度低、时间短、安装和数据回收繁琐，并且在恶劣环境下故障率高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种微型弹上黑匣子记录仪系统，大比例降低了导弹的研制成本，极大地提高测量可靠性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种微型弹上黑匣子记录仪系统，其特征在于，包括：以FLASH电路为核心的数据记录仪，以FPGA电路为核心的弹载计算机，所述数据记录仪与弹载计算机采用SPI通讯方式进行通信，完成弹上数据的存储记录和数据下载，在所述弹载计算机上具有电源电路，所述电源电路与所述FPGA电路进行连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
结构简单，包括：以FLASH电路为核心的数据记录仪，以FPGA电路为核心的弹载计算机，所述数据记录仪与弹载计算机采用SPI通讯方式进行通信，完成弹上数据的存储记录和数据下载，在所述弹载计算机上具有电源电路，所述电源电路与所述FPGA电路进行连接，高度集成化、微型化，在导弹无控、独立、闭合几个阶段飞行试验过程中，能够完整记录飞行重要参数。经历导弹发射及落地冲击瞬间2500g大冲击，工作正常，完整记录导弹飞行参数。该系统体积小、成本低、功耗低、重量轻、可靠性高，模块化，可推广于其它型号武器系统，应用前景十分广阔。
附图说明
图1是本发明的微型弹上黑匣子记录仪系统的结构原理示意图；
图2是本发明的记录仪与与弹载计算机连接示意图；
图3是本发明的数据记录仪模块示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方案对本发明作进一步详细描述，但这些实施实例仅在于举例说明，并不对本发明的范围进行限定。
请参照图1至图3，本发明的一种微型弹上黑匣子记录仪系统，包括：以FLASH电路为核心的数据记录仪，以FPGA电路为核心的弹载计算机，所述数据记录仪与弹载计算机采用SPI通讯方式进行通信，完成弹上数据的存储记录和数据下载，在所述弹载计算机上具有电源电路，所述电源电路与所述FPGA电路进行连接。
在一个实施例中，所述FLASH电路采用串行Nor Flash芯片。
在一个实施例中，所述串行Nor Flash芯片的CLK端，CS端，DI端，DO端与WP端与FPGA电路进行连接。
在一个实施例中，所述串行Nor Flash芯片采用W25Q64FVSSIG为核心的芯片。
在一个实施例中，所述FPGA电路通过并行总线还连接DSP电路。
在一个实施例中，所述电源电路采用3.3V电源。
在一个实施例中，本发明的数字记录仪与弹载计算机采用SPI通讯方式，完成弹上数据的存储记录和数据下载。总体要求：每10ms中断周期存储记录200字节，工作时间不小于4min，存储容量即为：200(字节)x100(次/秒)x240(秒)x8(bit)＝384000000bit(36.621Mbit)存储空间，华邦公司生产的有16Mbit、32Mbit、64Mbit、128Mbit系列的串口Nor FLASH。
作为具体的实施例，选用的芯片W25Q64FVSSIG,是一款容量为64Mbit、工作电压3.3V的串行FLASH，支持最高104MHz通讯频率。其主要性能指标如下：封装：SOC-8；单电压读写：3.3V；串行接口：SPI通讯；–55℃～+85℃的工作环境；W25Q64FVSSIG支持标准SPI接口，以及更高性能的DUAL/QUAL SPI，CLK最高支持平率达104MHz。
作为具体的实施例，系统设计有一路高速SPI通讯，用于记录榴弹仿真和飞行期间重要参数。数据记录仪接受中央处理电路控制，支持数据存储、回读、擦除。数据记录仪存储容量为64M(可升级为1G)，支持256字节快速存储和读取，最高速率能达到104MHz，适用于弹上飞行数据可靠记录。模块具备可靠的保护措施，能在2000g落地冲击下完整记录飞行数据。
试验
采用FPGA+FLASH协同处理、微芯片运用等技术，实现集成一体化设计，系统具有体积小、重量轻、成本低、抗高冲击等优势，在导弹发射及落地瞬间2500g冲击下，工作正常且性能优异，完整地记录了导弹飞行期间所有重要姿态信息，为故障分析和试验评估提供可靠的依据。
本发明具有以下有益的技术效果：
结构简单，包括：以FLASH电路为核心的数据记录仪，以FPGA电路为核心的弹载计算机，所述数据记录仪与弹载计算机采用SPI通讯方式进行通信，完成弹上数据的存储记录和数据下载，在所述弹载计算机上具有电源电路，所述电源电路与所述FPGA电路进行连接，高度集成化、微型化，在导弹无控、独立、闭合几个阶段飞行试验过程中，能够完整记录飞行重要参数。经历导弹发射及落地冲击瞬间2500g大冲击，工作正常，完整记录导弹飞行参数。该系统体积小、成本低、功耗低、重量轻、可靠性高，模块化，可推广于其它型号武器系统，应用前景十分广阔。
本发明虽然已选取较好实施例公开如上，但并不用于限定本发明。显然，这里无需也无法对所有实施方式予以穷举。任何本领域研究人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可采用上述公开实施例中的设计方式和内容对本发明的研究方案进行变动和修改，因此，凡是未脱离本发明方案的内容，依据本发明的研究实质对上述实施例所作的任何简单修改，参数变化及修饰，均属于本发明方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种微型弹上黑匣子记录仪系统，其特征在于，包括：以FLASH电路为核心的数据记录仪，以FPGA电路为核心的弹载计算机，所述数据记录仪与弹载计算机采用SPI通讯方式进行通信，完成弹上数据的存储记录和数据下载，在所述弹载计算机上具有电源电路，所述电源电路与所述FPGA电路进行连接。
2.根据权利要求1所述的微型弹上黑匣子记录仪系统，其特征在于，所述FLASH电路采用串行Nor Flash芯片。
3.根据权利要求2所述的微型弹上黑匣子记录仪系统，其特征在于，所述串行NorFlash芯片的CLK端，CS端，DI端，DO端与WP端与FPGA电路进行连接。
4.根据权利要求3所述的微型弹上黑匣子记录仪系统，其特征在于，所述串行NorFlash芯片采用W25Q64FVSSIG为核心的芯片。
5.根据权利要求2所述的微型弹上黑匣子记录仪系统，其特征在于，所述FPGA电路通过并行总线还连接DSP电路。
6.根据权利要求5所述的微型弹上黑匣子记录仪系统，其特征在于，所述电源电路采用3.3V电源。
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