CN110611676A - 基于irig-106标准的同异步数据融合编码装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于IRIG‑106标准的同异步数据融合编码装置,包括:航插板和IRIG‑106融合模块,其中,航插板,用于接收输入数据,并将输入数据发送至IRIG‑106融合模块,输入数据包括PCM数据流和以太网数据流;IRIG‑106融合模块,用于基于IRIG‑106‑7标准,将输入数据进行合并编码,生成一路符合IRIG‑106‑4标准的PCM数据流;符合IRIG‑106‑4标准的PCM数据流用于进行遥测。成功解决了机载测试中同异步数据遥测融合编码问题,提高带宽利用率,减少了数据编码设备的数量,提升遥测发射设备的使用率,降低了机载测试遥测链路成本,在飞机机载测试领域具有很大的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于数据处理领域,具体涉及一种基于IRIG-106标准的同异步数据融合编码装置。
背景技术
随着机载电子设备发展迅速,机载测试系统由单一的测试系统构成向多类测试系统组合构成转变,多源同异步数据融合数据编码的需求随之增加。
传统的多源同异步数据融合编码装置的通用性较差,必须针对不同数据源的类型与格式进行定制,应用的灵活性较差,很难满足当前飞机机载测试的数据编码需求。
发明内容
本发明的目的:
本发明提供一种基于IRIG-106标准的同异步数据融合编码装置,缓解多源同异步数据融合编码装置的通用性较差,必须针对不同数据源的类型与格式进行定制,应用的灵活性较差,很难满足当前飞机机载测试的数据编码需求的问题。
本发明的技术方案:
本发明一方面提供一种基于IRIG-106标准的同异步数据融合编码装置,包括:航插板和IRIG-106融合模块,其中,
所述航插板,用于接收输入数据,并将所述输入数据发送至IRIG-106融合模块,所述输入数据包括脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM)数据流和以太网数据流;
所述IRIG-106融合模块,用于基于IRIG-106-7标准,将所述输入数据进行合并编码,生成一路符合IRIG-106-4标准的PCM数据流;所述符合IRIG-106-4标准的PCM数据流用于进行遥测。
可选的,所述输入数据包括N路PCM数据流及M路以太网数据;N和M为大于1的整数;
所述IRIG-106融合模块还用于,对所述输入数据进行实时解析,对所述输入数据中的预设参数对应的数据进行物理量转换,得到转换数据;所述转换数据用于进行向用户显示预设参数的物理量。
可选的,基于IRIG-106标准的同异步数据融合编码装置还包括:电源模块、调试接口板和状态灯;
所述电源模块,用于为所述航插板、所述IRIG-106融合模块、所述调试接口板和所述状态灯供电;
所述IRIG-106融合模块的输出端分别与所述航插板以及所述状态灯连接;
所述航插板还用于,接收所述符合IRIG-106-4标准的PCM数据流,并发送至遥测设备;
所述调试接口板分别与所述IRIG-106融合模块和外部调试设备连接,用于接收外部调试设备输入的配置信息,将所述配置信息输入所述RIG-106融合模块对所述IRIG-106融合模块进行调试;
所述IRIG-106融合模块还用于,向所述状态灯提供是否存在输入数据、符合IRIG-106-4标准的PCM数据流的状态信息;
所述状态灯,用于指示所述状态信息。
可选的,所述电源模块包括:电源输入保护电路、电源输入电磁兼容性(ElectroMagnetic Compatibility,EMC)滤波电路、DC28V-DC5V电源转换模块、电源输出保护电路。
可选的,所述航插板包括印制板和航插,航插焊接在印制板上;所述印制板通过螺钉固定在所述装置的机箱的后面板上;
所述航插包括以太网络数据输入航插、以太网络数据输出航插、PCM流输入航插、PCM流输出航插。
可选的,所述调试接口板包含串口、视频图形阵列(Video Graphics Array,VGA)视频接口、以太网接口与通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)接口。
可选的,所述状态灯,用于采用不同颜色指示不同的状态信息;
所述状态灯焊接在灯板上,所述灯板固定在所述装置的机箱的前面板上。
可选的,所述装置的机箱上设置有用于固定的定位孔,所述机箱的后面板上暴露所述航插板的航插、电源模块的航插、电源模块的开关以及接地柱;
所述机箱的前面板上暴露所述状态灯,所述状态灯还用于指示电源模块的状态。
其中,靶场间测量仪器组(Inter-Range Instrumentration Group,IRIG):IRIG-106是由美国靶场司令委员会(RCC)指定的数据遥测标准,已逐渐成为国际公认的靶场遥测数据传输的标准之一,采用IRIG-106标准的同异步数据融合数据编码是未来机载测试的发展方向。IRIG-106-7指示IRIG-106第7章,IRIG-106-4指示IRIG-106第4章。
本发明的优点:
本发明提供的基于IRIG-106标准的同异步数据融合编码装置,通过研究IRIG-106相关标准,掌握多源数据的同异步融合编码方法,并实现同异步数据融合编码装置,最终完成多源同异步数据流合并编码工作;本发明成功解决了机载测试中同异步数据遥测融合编码问题,提高带宽利用率,减少了数据编码设备的数量,提升遥测发射设备的使用率,降低了机载测试遥测链路成本,在飞机机载测试领域具有很大的应用前景。
附图说明
图1为同异步数据融合编码装置原理框图;
图2为IRIG-106标准同异步护具融合数据编码过程图;
图3为同异步数据融合编码装置机箱爆炸图;
图4为同异步数据融合编码装置系统实时处理软件组成图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。
图1为同异步数据融合编码装置原理框图,如图1所示,包括:电源模块、航插板、IRIG-106融合模块、调试接口板和状态灯(也称指示灯、状态指示灯)。
具体的,电源模块为航插板、IRIG-106融合模块、调试接口板和状态灯等提供设备电源与外界电源连接;航插板,用于接收输入数据,并将输入数据发送至IRIG-106融合模块,输入数据包括PCM数据流和以太网数据流;IRIG-106融合模块的输出端与调试接口板以及状态灯的输入端连接;调试接口板与外部调试设备连接;指示灯用于设备工作状态显示;电源模块、航插板、IRIG-106融合模块、调试接口板和状态灯并行运行。
可选的,电源模块由电源输入保护电路、电源输入EMC滤波电路、DC28V-DC5V电源转换模块、电源输出保护电路构成。
可选的,航插板包括印制板和航插,航插焊接在印制板上;印制板通过螺钉固定在装置的机箱的后面板上;航插包括:网络数据输入航插、网络数据输出航插、PCM流输入航插、PCM流输出航插。
可选的,IRIG-106融合模块,用于基于IRIG-106-7标准,将输入数据进行合并编码,生成一路符合IRIG-106-4标准的PCM数据流;符合IRIG-106-4标准的PCM数据流用于进行遥测。
可选的,状态灯为双色灯,灯焊接在灯板上,灯板再固定在机箱的前面板上,并显示数据编码装置的状态。状态灯包括:电源灯、网络输入1状态灯、网络输入2状态灯、PCM输入1状态灯、PCM输入2状态灯、网络输出状态灯、PCM输出状态灯、用于显示装置工作状态的故障灯、用于显示IRIG-106融合模块的硬盘的工作状态的硬盘灯。
可选的,调试接口板分别与IRIG-106融合模块和外部调试设备连接,用于接收外部调试设备输入的配置信息,将配置信息输入RIG-106融合模块对IRIG-106融合模块进行调试;调试接口板包含串口、VGA视频接口、以太网接口与USB接口。
本实施例中,图3为同异步数据融合编码装置机箱爆炸图,参见图3,装置的机箱,通过两边突出耳机上的四个定位孔固定,机箱的后面板上暴露航插板的航插、电源模块的航插、电源模块的开关以及接地柱。机箱的前面板上暴露状态灯。
可选的,IRIG-106融合模块,用于基于IRIG-106-7标准,将输入数据进行合并编码,生成一路符合IRIG-106-4标准的PCM数据流;符合IRIG-106-4标准的PCM数据流用于进行遥测。输入数据包括N路PCM数据流及M路以太网数据;N和M为大于1的整数;IRIG-106融合模块还用于,对输入数据进行实时解析,对输入数据中的预设参数对应的数据进行物理量转换,得到转换数据;转换数据用于进行向用户显示预设参数的物理量。
本实施例中,同异步数据为2路PCM数据与2路以太网数据,同异步数据融合编码装置原理框图见图1,包括:电源模块、航插板、IRIG-106融合模块、调试接口板和状态灯。
具体的,航插板的输入端为PCM数据流和以太网数据流;输出端与IRIG-106融合模块的输入端连接。
在实施例中,电源模块除满足设备的供电要求和设备的功率要求外,还要满足反极性保护、机载电磁兼容和50ms掉电保护要求。
具体的,输入保护电路对输入瞬间过压及输入极性接反等起保护作用;电源输入滤波电路提高产品EMC特性;DC28V-DC5V电源转换模块选用CQB75W-24S05W转换模块,满足本发明的用电功耗与掉电保护功能,输出保护电路可对输出极性接反等起保护作用。
在实施例中,航插板选用印制板形式的插座,航插焊接在航插板上,航插板再通过螺钉固定在机箱的后面板上,减少生产的焊线等工序,提高设备的可生产性和可靠性。航插包括网络数据输入航插、网络数据输出航插、PCM流输入航插、PCM流输出航插。
具体的,PCM数据输入、输出接口航插和网络数据输入、输出接口航插都选用YMGB20系列航插,航插板与IRIG-106融合模块相连的信号连接器插座选用与IRIG-106融合模块上一样的2mm间距的通茂JL24系列连接器,通过定制的通茂线缆相连。
在实施例中,IRIG-106融合模块,可按照IRIG-106第7章标准将多源同异步数据(包含PCM数据流、以太网数据包以及各类基于IRIG106第10章的模拟量、视频音频以及各类总线数据)进行合并编码,输出符合IRIG-106第4章标准的PCM数据流。
具体的,IRIG-106融合模块主要包含:接口板和主机板两个部分。
具体的,接口板提供PCM控制器接口,分别接收机上采集设备发出的高速PCM数据流和将经过设备处理后符合IRIG-106第4章标准的PCM数据流输出;接口板提供千兆以太网接口,千兆以太网作为机载采集设备发出网络数据的输入接口。本发明包含的PCM控制器通过FPGA芯片实现,外部再接高速RS422电平收发器作为PCM数据流的输入、输出接口,FPGA通过PCI-E总线与主机板相连,可实现PCM数据实时发送和接收。千兆以太网通过主机板引出的PCI-E总线接I210-IT芯片扩出。
具体的,主机板是同异步数据融合编码装置的数据处理、控制核心,主控板的处理器选择Intel I7嵌入式处理器I7-5650U,并集成了常用的各种通用接口控制器与存储设备,并运行Ubuntu系统,用于多源同异步数据融合数据编码工作。
具体的,图2为IRIG-106标准同异步护具融合数据编码过程图,参见图2,IRIG-106标准将多源同异步数据融合数据编码过程,通过在接口板和主机板的FPAG编程与嵌入式开发完成“捕获-排序-数据包封装-数据流重组-等长帧封装-PCM封装”的流程,使得输出符合IRIG-106第4章标准的PCM数据流。
具体的,灯板与IRIG-106融合模块相连的信号连接器选用与IRIG-106融合模块对应的通茂JL24系列连接器,通过定制的通茂线缆相连。状态灯包括:电源灯、网络输入1状态灯、网络输入2状态灯、PCM输入1状态灯、PCM输入2状态灯、网络输出状态灯、PCM输出状态灯、用于显示装置工作状态的故障灯、用于显示IRIG-106融合模块的硬盘的工作状态的硬盘灯
在实施例中,IRIG-106融合模块,可以将2路PCM数据流及2路以太网数据输入进行实时解析,挑选其中关键数据并进行物理量转换,将计算结果按照IRIG-106第7章标准将多源同异步数据进行合并编码,输出符合IRIG-106第4章标准的PCM数据流。
具体的,图4为同异步数据融合编码装置系统实时处理软件组成图,参见图4,同异步数据融合编码装置系统实时处理软件由,网络模块、PCM模块与数据融合模块组成。网络数据接收任务收到数据后,会把数据传递给数据融合任务进行数据缓存,也会把数据传递给数据筛选和物理量计算任务进行数据处理,同时把处理后的数据传递给网络数据输出任务,由该任务完成数据的发送。PCM数据流接受任务收到数据后,会把数据传递给数据融合任务进行数据缓存,也会把数据传递给数据筛选和物理量计算任务进行数据处理,同时把处理后的数据传递给PCM流数据输出任务,由该任务完成数据的发送。最终由数据融合模块完成数据合并任务与PCM数据输出任务。
Claims (8)
1.一种基于IRIG-106标准的同异步数据融合编码装置,其特征在于,包括:航插板和IRIG-106融合模块,其中,
所述航插板,用于接收输入数据,并将所述输入数据发送至IRIG-106融合模块,所述输入数据包括PCM数据流和以太网数据流;
所述IRIG-106融合模块,用于基于IRIG-106-7标准,将所述输入数据进行合并编码,生成一路符合IRIG-106-4标准的PCM数据流;所述符合IRIG-106-4标准的PCM数据流用于进行遥测。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述输入数据包括N路PCM数据流及M路以太网数据;N和M为大于1的整数;
所述IRIG-106融合模块还用于,对所述输入数据进行实时解析,对所述输入数据中的预设参数对应的数据进行物理量转换,得到转换数据;所述转换数据用于进行向用户显示预设参数的物理量。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,还包括:电源模块、调试接口板和状态灯;
所述电源模块,用于为所述航插板、所述IRIG-106融合模块、所述调试接口板和所述状态灯供电;
所述IRIG-106融合模块的输出端分别与所述航插板以及所述状态灯连接;
所述航插板还用于,接收所述符合IRIG-106-4标准的PCM数据流,并发送至遥测设备;
所述调试接口板分别与所述IRIG-106融合模块和外部调试设备连接,用于接收外部调试设备输入的配置信息,将所述配置信息输入所述RIG-106融合模块对所述IRIG-106融合模块进行调试;
所述IRIG-106融合模块还用于,向所述状态灯提供是否存在输入数据、符合IRIG-106-4标准的PCM数据流的状态信息;
所述状态灯,用于指示所述状态信息。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述电源模块包括:电源输入保护电路、电源输入EMC滤波电路、DC28V-DC5V电源转换模块、电源输出保护电路。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述航插板包括印制板和航插,航插焊接在印制板上;所述印制板通过螺钉固定在所述装置的机箱的后面板上;
所述航插包括以太网络数据输入航插、以太网络数据输出航插、PCM流输入航插、PCM流输出航插。
6.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述调试接口板包含串口、VGA视频接口、以太网接口与USB接口。
7.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述状态灯,用于采用不同颜色指示不同的状态信息;
所述状态灯焊接在灯板上,所述灯板固定在所述装置的机箱的前面板上。
8.根据权利要求3-7中任一项所述的装置,其特征在于,所述装置的机箱上设置有用于固定的定位孔,所述机箱的后面板上暴露所述航插板的航插、电源模块的航插、电源模块的开关以及接地柱;
所述机箱的前面板上暴露所述状态灯,所述状态灯还用于指示电源模块的状态。
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