CN111367219A - 一种基于pci总线的运载火箭差分模发装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置，包括计算机、PCI接口模块、数据处理模块、信号发送模块和电源模块，计算机用于自动控制发送模发激励信号的编码指令；PCI接口模块用于实现PCI总线交互功能并将计算机的编码指令通过PCI总线协议转换为并行信号发送给数据处理模块；数据处理模块用于将接收到的经过PCI接口模块处理后的并行信号转换为串行信号后发送给信号发送模块；信号发送模块用于将接收到的经过数据处理模块处理后的串行信号转换为移位和数码两种差分信号后输出；电源模块用于提供工作电源。本发明实现了地面计算机自动控制运载火箭箭机执行开箭机、封箭级、CPU复位及发送模拟加速度等信号的有益效果。

Description

一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置

技术领域

本发明涉及差分模发装置领域，特别涉及一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置。

背景技术

运载火箭中控制系统箭上计算机(简称箭机)负责火箭的导航、发出各级关机信号、实现关机保护功能、驱动平台程序机构、发出开、闭姿控喷咀指令、按要求实现姿态调整、遥测信号输出等功能，是火箭最重要的组成部分之一。在火箭的地面测试中需要地面向箭机发送控制指令，随着箭机不断的更新换代，急需开发新的装置发送一种基于差分的模发信号，该信号相应控制箭机的开、关、CPU复位、模拟加速度等功能。

现有技术中，都是产生或者生成差分通讯的装置，装置之间的通讯是标准的差分信号格式，而本申请是利用差分信号传输机理用于运载火箭中的模发信号传输，不是标准的差分信号，在差分信号基础上进行的特殊信号格式输出，用于控制火箭箭机的开关及其它控制信号。

发明内容

为了解决火箭地面测试时，地面自动控制箭机的功能，本发明提供一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置，利用上述装置可以实现降低硬件重量和功耗、简化软件设计、控制箭机工作的目的。

为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置，包括计算机、PCI接口模块、数据处理模块、信号发送模块和电源模块，其中：

所述计算机与所述PCI接口模块电性连接，用于自动控制发送模发激励信号的编码指令；

所述PCI接口模块与所述计算机和数据处理模块电性连接，用于实现PCI总线交互功能并将所述计算机的编码指令通过PCI总线协议转换为并行信号发送给所述数据处理模块；

所述数据处理模块与所述PCI接口模块和信号发送模块电性连接，用于将接收到的经过所述PCI接口模块处理后的并行信号转换为串行信号后发送给所述信号发送模块；

所述信号发送模块与所述数据处理模块电性连接，用于将接收到的经过所述数据处理模块处理后的串行信号转换为移位和数码两种差分信号后输出；

所述电源模块与所述PCI接口模块、数据处理模块和信号发送模块电性连接，用于提供工作电源。

进一步的，所述编码指令包括发送开箭机、封箭机、CPU复位、CPU复位结束、模拟加速度指令。

进一步的，所述PCI接口模块包括PCI总线和PCI接口电路，其中：

所述PCI总线与所述计算机和PCI接口电路电性连接，用于将所述计算机发出的各种模发激励信号指令传输给计算机内部PCI卡上的PCI接口电路；

所述PCI接口电路与所述数据处理模块电性连接，用于根据PCI总线协议将所述计算机的编码指令转换为并行信号发送给所述数据处理模块。

进一步的，所述数据处理模块包括DSP、FPGA、程序存储器、16M晶振和和光电隔离电路，其中：

所述DSP与所述PCI接口电路电性连接，用于根据其内部处理程序和所述计算机下达的编码指令将模发激励信号编码发送给所述FPGA；

所述FPGA与所述DSP和光电隔离电路电性连接，用于根据所述FPGA板卡上的程序存储器内的程序将编码由并行信号转换为串行信号，所述16M晶振提供基础频率，通过FPGA转换后，模发激励信号变成2路串行信号，1路为时钟信号，1路为数据信号；

所述光电隔离电路与所述FPGA电性连接，用于2路串行信号通过所述光电隔离电路后将地面和箭上的电信号隔离从而避免地面供电系统对箭上造成影响。

进一步的，所述信号发送模块采用差分输出电路，与所述光电隔离电路电性连接，用于将经过所述光电隔离电路隔离后的2路串行信号通过所述差分输出电路将TTL电平信号转换为差分信号输出。

进一步的，所述电源模块包括第一电源管理芯片、第二电源管理芯片和第三电源管理芯片，其中：

所述第一电源管理芯片与所述PCI接口电路和DSP电性连接，用于为所述PCI接口电路和DSP提供3.3V和1.8V电源；

所述第二电源管理芯片与所述FPGA电性连接，用于为所述FPGA提供3.3V和2.5V电源；

所述第三电源管理芯片与所述光电隔离电路和差分输出电路电性连接，用于为所述光电隔离电路和差分输出电路提供5V电源。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置，解决了无法为运载火箭箭机发送模发指令信号的问题，实现地面计算机自动控制运载火箭箭机执行开箭机、封箭机、CPU复位、CPU复位结束、发送模拟加速度等功能。此外，通过采用差分信号传输，有效提高了信号传输的抗干扰性、可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是本发明一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置的整体结构图；

图2是本发明一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置的原理框图；

图3是本发明一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置中模发激励信号的格式要求图。

【主要符号说明】

1-计算机；

2-PCI接口模块；

3-数据处理模块；

4-信号发送模块；

5-电源模块；

6-PCI总线；

7-PCI接口电路；

8-DSP；

9-FPGA：

10-程序存储器；

11-16M晶振；

12-光电隔离电路；

13-差分输出电路；

14-第一电源管理芯片；

15-第二电源管理芯片；

16-第三电源管理芯片。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例公开了一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置，包括计算机1、PCI接口模块2、数据处理模块3、信号发送模块4和电源模块5，其中：

所述计算机1与所述PCI接口模块2电性连接，用于自动控制发送模发激励信号的编码指令；本实施例中，所述编码指令包括发送开箭机、封箭机、CPU复位、CPU复位结束、模拟加速度等指令。

所述PCI接口模块2与所述计算机1和数据处理模块3电性连接，用于实现PCI总线交互功能并将所述计算机1的编码指令通过PCI总线协议转换为并行信号发送给所述数据处理模块3；

所述数据处理模块3与所述PCI接口模块2和信号发送模块4电性连接，用于将接收到的经过所述PCI接口模块2处理后的并行信号转换为串行信号后发送给所述信号发送模块4；

所述信号发送模块4与所述数据处理模块3电性连接，用于将接收到的经过所述数据处理模块3处理后的串行信号转换为移位和数码两种差分信号后输出；

所述电源模块5与所述PCI接口模块2、数据处理模块3和信号发送模块4电性连接，用于提供工作电源。

图2中，所述PCI接口模块2包括PCI总线6和PCI接口电路7，其中：

所述PCI总线6与所述计算机1和PCI接口电路7电性连接，用于将所述计算机1发出的各种模发激励信号指令传输给计算机1内部PCI卡上的PCI接口电路7；

所述PCI接口电路7与所述数据处理模块3电性连接，用于根据PCI总线协议将所述计算机1的编码指令转换为并行信号发送给所述数据处理模块3。

进一步参考图2，所述数据处理模块3包括DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)8、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)9、程序存储器10、16M晶振11和和光电隔离电路12，其中：

所述DSP8与所述PCI接口电路7电性连接，用于根据其内部处理程序和所述计算机1下达的编码指令将模发激励信号编码发送给所述FPGA9；本实施例中，所述DSP8内部处理程序也在计算机1加电的同时由计算机1通过PCI总线6和PCI接口电路7传送给DSP8。

所述FPGA9与所述DSP8和光电隔离电路12电性连接，用于根据所述FPGA9板卡上的程序存储器10内的程序将编码由并行信号转换为串行信号，所述16M晶振11提供基础频率，通过FPGA9转换后，模发激励信号变成2路串行信号，1路为时钟信号，1路为数据信号；

所述光电隔离电路12与所述FPGA9电性连接，用于2路串行信号通过所述光电隔离电路12后将地面和箭上的电信号隔离从而避免地面供电系统对箭上造成影响。

进一步的，所述信号发送模块4采用差分输出电路13，与所述光电隔离电路12电性连接，用于将经过所述光电隔离电路12隔离后的2路串行信号(1路时钟信号、1路数据信号)通过所述差分输出电路13将TTL电平信号转换为差分信号输出。

继续参考图2，所述电源模块5包括第一电源管理芯片14、第二电源管理芯片15和第三电源管理芯片16，其中：

所述第一电源管理芯片14与所述PCI接口电路7和DSP8电性连接，用于为所述PCI接口电路7和DSP8提供3.3V和1.8V电源；

所述第二电源管理芯片15与所述FPGA9电性连接，用于为所述FPGA9提供3.3V和2.5V电源；

所述第三电源管理芯片16与所述光电隔离电路12和差分输出电路13电性连接，用于为所述光电隔离电路12和差分输出电路13提供5V电源。

上述这三部分的输入都是来自PCI总线6上的计算机5V电源。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置，其特征在于，包括计算机、PCI接口模块、数据处理模块、信号发送模块和电源模块，其中：

所述计算机与所述PCI接口模块电性连接，用于自动控制发送模发激励信号的编码指令；

所述PCI接口模块与所述计算机和数据处理模块电性连接，用于实现PCI总线交互功能并将所述计算机的编码指令通过PCI总线协议转换为并行信号发送给所述数据处理模块；

所述数据处理模块与所述PCI接口模块和信号发送模块电性连接，用于将接收到的经过所述PCI接口模块处理后的并行信号转换为串行信号后发送给所述信号发送模块；

所述信号发送模块与所述数据处理模块电性连接，用于将接收到的经过所述数据处理模块处理后的串行信号转换为移位和数码两种差分信号后输出；

所述电源模块与所述PCI接口模块、数据处理模块和信号发送模块电性连接，用于提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置，其特征在于，所述编码指令包括发送开箭机、封箭机、CPU复位、CPU复位结束、模拟加速度指令。

3.根据权利要求2所述的一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置，其特征在于，所述PCI接口模块包括PCI总线和PCI接口电路，其中：

所述PCI总线与所述计算机和PCI接口电路电性连接，用于将所述计算机发出的各种模发激励信号指令传输给计算机内部PCI卡上的PCI接口电路；

所述PCI接口电路与所述数据处理模块电性连接，用于根据PCI总线协议将所述计算机的编码指令转换为并行信号发送给所述数据处理模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置，其特征在于，所述数据处理模块包括DSP、FPGA、程序存储器、16M晶振和和光电隔离电路，其中：

所述DSP与所述PCI接口电路电性连接，用于根据其内部处理程序和所述计算机下达的编码指令将模发激励信号编码发送给所述FPGA；

所述FPGA与所述DSP和光电隔离电路电性连接，用于根据所述FPGA板卡上的程序存储器内的程序将编码由并行信号转换为串行信号，所述16M晶振提供基础频率，通过FPGA转换后，模发激励信号变成2路串行信号，1路为时钟信号，1路为数据信号；

所述光电隔离电路与所述FPGA电性连接，用于2路串行信号通过所述光电隔离电路后将地面和箭上的电信号隔离从而避免地面供电系统对箭上造成影响。

5.根据权利要求4所述的一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置，其特征在于，所述信号发送模块采用差分输出电路，与所述光电隔离电路电性连接，用于将经过所述光电隔离电路隔离后的2路串行信号通过所述差分输出电路将TTL电平信号转换为差分信号输出。

6.根据权利要求5所述的一种基于PCI总线的运载火箭差分模发装置，其特征在于，所述电源模块包括第一电源管理芯片、第二电源管理芯片和第三电源管理芯片，其中：

所述第一电源管理芯片与所述PCI接口电路和DSP电性连接，用于为所述PCI接口电路和DSP提供3.3V和1.8V电源；

所述第二电源管理芯片与所述FPGA电性连接，用于为所述FPGA提供3.3V和2.5V电源；

所述第三电源管理芯片与所述光电隔离电路和差分输出电路电性连接，用于为所述光电隔离电路和差分输出电路提供5V电源。

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