CN110611676B - 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 (6)
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；
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；
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。
2.根据权利要求1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。
3.根据权利要求2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。
4.根据权利要求1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。
5.根据权利要求1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。
6.根据权利要求1-5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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