CN112255598B - 基于光纤通信的fpga远程在线调试方法、装置及系统 - Google Patents

基于光纤通信的fpga远程在线调试方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于光纤通信的FPGA远程在线调试方法、装置及系统，S1，建立基于光纤通信的FPGA远程在线调试系统，该系统包括设有接口转换电路的天线罩、接口转换器、调试计算机；设有接口转换电路的天线罩通过光纤与接口转换器连接，接口转换器与调试计算机连接等；本发明为二次雷达系统的远程调试提供一种有效的手段，解决二次雷达工作期间在线调试信号远距离传输及信号易受干扰的问题，解决了机扫雷达旋转关节信号通道数受限的问题，解决维护人员维护期间人身安全得不到保障的问题，使得调试/维护工作随时随地可以开展，安全、高效、简单、方便等。

Description

基于光纤通信的FPGA远程在线调试方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及雷达系统在线调试技术领域，更为具体的，涉及一种基于光纤通信的FPGA远程在线调试方法、装置及系统。
背景技术
常规的在线调试手段为，维护人员在靠近设备的地方，通过仿真器连接维护计算机与FPGA开展在线调试工作。
二次雷达的部分信号处理需要靠近天线单元，而基于天线架设要求以及人身安全等原因，一旦架设完成，人员便不能随意攀爬到转台上。
雷达的天线架设得较高，并不适于人员长时间停留，维护人员在调试时通常注意力较为集中，则可能忘记自身所处环境的危险性而出现安全事故；必须确保机扫雷达天线停止旋转的情况下，维护人员才能到转台上开展调试工作，同时还必须有专人对设备状态进行控制，防止不知情人员误操作引发安全事故，但即使如此依然不能完全规避安全风险；而若要在天线旋转时开展调试工作则是极为危险而不被允许的；由于雷达的工作特性，其在工作时辐射对人体带来的伤害也是不可接受的，那么就需要一种适用于上述场合的FPGA在线调试方法，既能保障维护人员人身安全，又能够开展在线调试工作。
现有技术存在如下缺点：
1、二次雷达部分信号处理电路安装在较高的具有安全风险的天线支架上或者其他不适于人员长时间停留的地方，而在设别出现故障时，维护人员必须通过在线调试完成对设备故障定位时不能保障人身安全；
2、雷达设备发射时辐射对人体造成极大伤害；
3、JTAG信号不能进行远程传输；
4、电信号易受干扰。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于光纤通信的FPGA远程在线调试方法、装置及系统，为二次雷达系统的远程调试提供一种有效的手段，解决二次雷达工作期间在线调试信号远距离传输及信号易受干扰的问题，解决了机扫雷达旋转关节信号通道数受限的问题，解决维护人员维护期间人身安全得不到保障的问题，使得调试/维护工作随时随地可以开展，安全、高效、简单、方便等。
本发明的目的是通过以下方案实现的：
一种基于光纤通信的FPGA远程在线调试方法，包括步骤：
S1，建立基于光纤通信的FPGA远程在线调试系统，该系统包括设有接口转换电路的天线罩、接口转换器、调试计算机；设有接口转换电路的天线罩通过光纤与接口转换器连接，接口转换器与调试计算机连接；
S2，FPGA模块中的数据封装单元将JTAG接口发送通道信号进行封装后，通过高速通信链路发送通道传输至光电转换模块；
S3，光电转换模块将FPGA模块传输的电信号转换为光信号；
S4，光电转换模块将外部输入光信号转换为电信号传输至FPGA高速通信链路接收通道；
S5，FPGA模块将高速通信接收通道中串行数据转换为并行数据，然后将并行数据按照协议进行解包，并通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各接收通道。
进一步地，步骤S1中，在天线罩中的多个FPGA驻留模块通过JTAG接口分别与所述接口转换电路连接。
进一步地，步骤S1中，在天线罩中的多个FPGA驻留模块分别与所述接口转换电路连接。
进一步地，步骤S5中，FPGA模块通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各JTAG接收通道。
一种基于光纤通信的FPGA远程在线调试装置，包括接口转换电路，接口转换电路设置在天线罩内；所述接口转换电路包括FPGA模块，在FPGA模块中设有时序恢复单元和数据封装单元，以及包括光电转换模块；FPGA模块中的数据封装单元将JTAG接口发送通道信号进行封装后，通过高速通信链路发送通道传输至光电转换模块；光电转换模块将FPGA模块传输的电信号转换为光信号；光电转换模块将外部输入光信号转换为电信号传输至FPGA高速通信链路接收通道；FPGA模块将高速通信接收通道中串行数据转换为并行数据；FPGA模块将并行数据按照协议进行解包，并通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各JTAG接收通道。
进一步地，所述接口转换电路直接嵌入到光电转换模块所在印制板上，同时共享印制板上时钟及电源资源。
一种基于光纤通信的FPGA远程在线调试装置，包括接口转换器；所述接口转换器包括FPGA模块，在FPGA模块中设有时序恢复单元和数据封装单元，以及包括光电转换模块、时钟管理芯片和DC芯片；FPGA模块中的数据封装单元将JTAG接口发送通道信号进行封装后，通过高速通信链路发送通道传输至光电转换模块；光电转换模块将FPGA模块传输的电信号转换为光信号；光电转换模块将外部输入光信号转换为电信号传输至FPGA高速通信链路接收通道；FPGA模块将高速通信接收通道中串行数据转换为并行数据；FPGA模块将并行数据按照协议进行解包，并通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各JTAG接收通道；DC芯片分别与FPGA模块、时钟管理芯片连接。
一种基于光纤通信的FPGA远程在线调试系统，包括设有接口转换电路的天线罩、接口转换器、调试计算机；设有接口转换电路的天线罩通过光纤与接口转换器连接，接口转换器与调试计算机连接；在天线罩中的多个FPGA驻留模块分别与所述接口转换电路连接。
进一步地，所述接口转换电路包括FPGA模块，在FPGA模块中设有时序恢复单元和数据封装单元，以及包括光电转换模块；FPGA模块中的数据封装单元将JTAG接口发送通道信号进行封装后，通过高速通信链路发送通道传输至光电转换模块；光电转换模块将FPGA模块传输的电信号转换为光信号；光电转换模块将外部输入光信号转换为电信号传输至FPGA高速通信链路接收通道；FPGA模块将高速通信接收通道中串行数据转换为并行数据；FPGA模块将并行数据按照协议进行解包，并通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各JTAG接收通道。
进一步地，在天线罩中的多个FPGA驻留模块分别通过JTAG接口与所述接口转换电路连接。
本发明的有益效果是：
本发明为二次雷达系统的远程调试提供一种有效的手段，解决二次雷达工作期间在线调试信号远距离传输及信号易受干扰的问题，解决了机扫雷达旋转关节信号通道数受限的问题，解决维护人员维护期间人身安全得不到保障的问题，使得调试/维护工作随时随地可以开展，安全、高效、简单、方便。
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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明系统结构框图；
图2为本发明接口转换电路结构框图；
图3为本发明接口转换器结构框图。
具体实施方式
本说明书中所有实施例公开的所有特征(包括任何附加权利要求、摘要和附图)，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
如图1～3所示，一种基于光纤通信的FPGA远程在线调试方法，包括步骤：
S1，建立基于光纤通信的FPGA远程在线调试系统，该系统包括设有接口转换电路的天线罩、接口转换器、调试计算机；设有接口转换电路的天线罩通过光纤与接口转换器连接，接口转换器与调试计算机连接；
S2，FPGA模块中的数据封装单元将JTAG接口发送通道信号进行封装后，通过高速通信链路发送通道传输至光电转换模块；
S3，光电转换模块将FPGA模块传输的电信号转换为光信号；
S4，光电转换模块将外部输入光信号转换为电信号传输至FPGA高速通信链路接收通道；
S5，FPGA模块将高速通信接收通道中串行数据转换为并行数据，然后将并行数据按照协议进行解包，并通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各接收通道。
进一步地，步骤S1中，在天线罩中的多个FPGA驻留模块通过JTAG接口分别与所述接口转换电路连接。
进一步地，步骤S1中，在天线罩中的多个FPGA驻留模块分别与所述接口转换电路连接。
进一步地，步骤S5中，FPGA模块通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各JTAG接收通道。
一种基于光纤通信的FPGA远程在线调试装置，包括接口转换电路，接口转换电路设置在天线罩内；所述接口转换电路包括FPGA模块，在FPGA模块中设有时序恢复单元和数据封装单元，以及包括光电转换模块；FPGA模块中的数据封装单元将JTAG接口发送通道信号进行封装后，通过高速通信链路发送通道传输至光电转换模块；光电转换模块将FPGA模块传输的电信号转换为光信号；光电转换模块将外部输入光信号转换为电信号传输至FPGA高速通信链路接收通道；FPGA模块将高速通信接收通道中串行数据转换为并行数据；FPGA模块将并行数据按照协议进行解包，并通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各JTAG接收通道。
进一步地，所述接口转换电路直接嵌入到光电转换模块所在印制板上，同时共享印制板上时钟及电源资源。
一种基于光纤通信的FPGA远程在线调试装置，包括接口转换器；所述接口转换器包括FPGA模块，在FPGA模块中设有时序恢复单元和数据封装单元，以及包括光电转换模块、时钟管理芯片和DC芯片；FPGA模块中的数据封装单元将JTAG接口发送通道信号进行封装后，通过高速通信链路发送通道传输至光电转换模块；光电转换模块将FPGA模块传输的电信号转换为光信号；光电转换模块将外部输入光信号转换为电信号传输至FPGA高速通信链路接收通道；FPGA模块将高速通信接收通道中串行数据转换为并行数据；FPGA模块将并行数据按照协议进行解包，并通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各JTAG接收通道；DC芯片分别与FPGA模块、时钟管理芯片连接。
一种基于光纤通信的FPGA远程在线调试系统，包括设有接口转换电路的天线罩、接口转换器、调试计算机；设有接口转换电路的天线罩通过光纤与接口转换器连接，接口转换器与调试计算机连接；在天线罩中的多个FPGA驻留模块分别与所述接口转换电路连接。
进一步地，所述接口转换电路包括FPGA模块，在FPGA模块中设有时序恢复单元和数据封装单元，以及包括光电转换模块；FPGA模块中的数据封装单元将JTAG接口发送通道信号进行封装后，通过高速通信链路发送通道传输至光电转换模块；光电转换模块将FPGA模块传输的电信号转换为光信号；光电转换模块将外部输入光信号转换为电信号传输至FPGA高速通信链路接收通道；FPGA模块将高速通信接收通道中串行数据转换为并行数据；FPGA模块将并行数据按照协议进行解包，并通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各JTAG接收通道。
进一步地，在天线罩中的多个FPGA驻留模块分别通过JTAG接口与所述接口转换电路连接。
本发明为二次雷达的远程调试提供一种有效的手段，解决了二次雷达工作期间在线调试信号远距离传输及信号易受干扰的问题，解决了机扫雷达旋转关节信号通道数受限的问题，解决维护人员维护期间人身安全得不到保障的问题，使得调试/维护工作随时随地可以开展，如试验室工作一般安全、高效、简单、方便。
本发明功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
除以上实例以外，本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例，各个实施例的特征可以互换或替换，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于光纤通信的二次雷达FPGA远程在线调试方法，其特征在于，包括步骤：
S1， 建立基于光纤通信的FPGA远程在线调试系统，该系统包括设有接口转换电路的天线罩、接口转换器、调试计算机；设有接口转换电路的天线罩通过光纤与接口转换器连接，接口转换器与调试计算机连接；在天线罩中的多个FPGA驻留模块通过JTAG接口分别与所述接口转换电路连接，在仿真器与FPGA驻留模块之间设所述接口转换器和所述接口转换电路；
S2， 接口转换电路的FPGA模块中的数据封装单元将JTAG接口发送通道信号进行封装后，通过高速通信链路发送通道传输至光电转换模块；
S3， 接口转换电路的光电转换模块将FPGA模块传输的电信号转换为光信号；
S4， 接口转换器的光电转换模块将输入光信号转换为电信号传输至接口转换器的FPGA高速通信链路接收通道；
S5， 接口转换器中FPGA模块将高速通信链路接收通道中串行数据转换为并行数据，然后将并行数据按照协议进行解包，接口转换器中的FPGA模块通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各JTAG接收通道。
2.一种基于光纤通信的二次雷达FPGA远程在线调试装置，其特征在于，该装置利用如权利要求1所述的方法；所述接口转换电路包括FPGA模块，在FPGA模块中设有时序恢复单元和数据封装单元，以及包括光电转换模块；
接口转换电路的FPGA模块中的数据封装单元将JTAG接口发送通道信号进行封装后，通过高速通信链路发送通道传输至接口转换电路的光电转换模块；接口转换电路的光电转换模块将接口转换电路的FPGA模块传输的电信号转换为光信号；接口转换器的光电转换模块将输入光信号转换为电信号传输至FPGA高速通信链路接收通道；接口转换器中FPGA模块将高速通信链路接收通道中串行数据转换为并行数据；接口转换器中FPGA模块将并行数据按照协议进行解包，并通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各JTAG接收通道。
3.根据权利要求2所述的基于光纤通信的二次雷达FPGA远程在线调试装置，其特征在于，所述接口转换电路直接嵌入到光电转换模块所在印制板上，同时共享印制板上时钟及电源资源。
4.一种基于光纤通信的二次雷达FPGA远程在线调试装置，其特征在于，该装置利用如权利要求1所述的方法；且所述接口转换器包括FPGA模块，在FPGA模块中设有时序恢复单元和数据封装单元，以及包括光电转换模块、时钟管理芯片和DC芯片；
接口转换电路的FPGA模块中的数据封装单元将JTAG接口发送通道信号进行封装后，通过高速通信链路发送通道传输至接口转换电路的光电转换模块；接口转换电路的光电转换模块将接口转换电路的FPGA模块传输的电信号转换为光信号；接口转换器的光电转换模块将输入光信号转换为电信号传输至FPGA高速通信链路接收通道；接口转换器的FPGA模块将高速通信链路接收通道中串行数据转换为并行数据；接口转换器的FPGA模块将并行数据按照协议进行解包，并通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各JTAG接收通道；DC芯片分别与接口转换器的FPGA模块、时钟管理芯片连接。
5.一种基于光纤通信的二次雷达FPGA远程在线调试系统，其特征在于，该系统利用如权利要求1所述的方法；且设有接口转换电路的天线罩通过光纤与接口转换器连接，接口转换器与调试计算机连接；在天线罩中的多个FPGA驻留模块分别与所述接口转换电路连接；所述接口转换电路包括FPGA模块，在FPGA模块中设有时序恢复单元和数据封装单元，以及包括光电转换模块；
接口转换电路的FPGA模块中的数据封装单元将JTAG接口发送通道信号进行封装后，通过高速通信链路发送通道传输至接口转换电路的光电转换模块；接口转换电路的光电转换模块将接口转换电路的FPGA模块传输的电信号转换为光信号；接口转换器的光电转换模块将输入光信号转换为电信号传输至FPGA高速通信链路接收通道；接口转换器的FPGA模块将高速通信链路接收通道中串行数据转换为并行数据；接口转换器的FPGA模块将并行数据按照协议进行解包，并通过时序恢复单元完成时序恢复后输出至各JTAG接收通道；在天线罩中的多个FPGA驻留模块分别通过JTAG接口与所述接口转换电路连接。
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