CN114379816A - 一种飞行器测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本方案公开了一种飞行器测试系统,该测试系统包括VXI PCM码流接收模块和PCM码流接收控制模块,所述VXI PCM码流接收模块基于PCM码流接收控制模块发出的指令实时接收并存储被测飞行器发出的PCM码流数据。该测试系统基于VXI PCM码流数据接收装置,实现导弹或飞行器等设备工作状态信息的实时接收和存储,可对不同的飞行器的综合性能进行评估和分析,具有兼容通用的测试功能。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器测试技术领域,特别涉及一种飞行器测试系统及方法。
背景技术
飞行器综合测试通过施加外部激励信号,采集被测飞行器反馈的模拟信号、数字信号,验证其各种性能指标是否能够满足设计要求,为总体健康状况评估提供依据。因此,综合测试是检验飞行器能否顺利完成任务的重要手段,贯穿于飞行器研制的全寿命周期。
现阶段,飞行器综合测试主要通过对模拟信号的采集、分析进行,需要将大量被测信号通过电缆接入测试系统。为了充分验证飞行器系统健康状况,获取全面而精准的测试数据,往往测试系统设计复杂,更改周期漫长,人员操作难度大。随着机内BIT的发展,在导弹内部将被测模拟量转化为数字信号,以PCM或其他数据码流的形式传送至综合测试系统,已成为导弹测试性设计的一种发展方向。
发明内容
本方案的一个目的在于提供一种飞行器测试系统,该测试系统基于VXI PCM码流数据接收装置,实现导弹或飞行器等设备工作状态信息的实时接收和存储,可对不同的飞行器的综合性能进行评估和分析,具有兼容通用的测试功能。
本方案的第二个目的在于提供一种对飞行器进行测试的方法。
为达到上述目的,本方案如下:
一种飞行器测试系统,该测试系统包括VXI PCM码流接收模块和PCM码流接收控制模块,所述VXI PCM码流接收模块基于PCM码流接收控制模块发出的指令实时接收并存储被测飞行器发出的PCM码流数据。
优选的,所述VXI PCM码流接收模块包括:
数据接收模块,用于隔离接收被测飞行器的PCM码流数据;
模拟发送模块,用于PCM码流接收模块调试及自校验时,向数据接收模块模拟发送数据;
控制器,用于完成数据的校验、处理,并将数据进行存储,实现与PCM码流接收控制模块的通信。
优选的,所述VXI PCM码流接收模块还包括:
配置电路,基于PCM码流接收控制模块的指令,完成数据解析格式配置。
优选的,所述VXI PCM码流接收模块还包括:
数据存储模块,用于存储记录被测飞行器的PCM码流数据,并基于PCM码流接收控制模块的指令,实时读取数据或在通讯完成后集中事后读取数据;
优选的,所述数据接收模块的最高传输速率为25Mbps,数据接收遵从RS-485协议。
第二方面,提供一种对飞行器进行测试的方法,使用上述的飞行器测试系统对被测飞行器进行测试,包括如下步骤:
对PCM码流接收模块进行硬件自检;
配置测试参数;
开启PCM码流接收指令;
获取接收的数据总字节数;
根据获取的数据对被测飞行器的综合性能进行评估和分析。
优选的,获取接收的数据总字节数时,如实时获取数据,则将PCM码流数据实时上传至PCM码流接收控制模块。
优选的,在实时获取数据时,读取数据的周期不小于10ms。
优选的,获取接收的数据总字节数时,如事后获取数据,则将PCM码流数据事后上传至PCM码流接收控制模块。
优选的,在事后获取数据时,可在数据接收完毕后一次读取全部数据。
本方案的有益效果如下:
1.本方案提供的测试系统可针对不同种类飞行器实现通用化;
2.提供了系统健康状态的有效判定依据。通过对PCM数据的接收和存储,获取飞行器在测试过程中电气、结构、温度等参数的变化,测试数据覆盖全面,为总体性能评估和分析试验结果提供依据;
3.加快了系统整体开发速度。以PCM或其他数据码流的形式传送至综合测试系统,实现被测对象测试数据的全过程记录,完成快速故障定位和健康状态检测;
4.测试操作简单,一人操作即可完成飞行器全流程测试,减少人员成本。
附图说明
为了更清楚地说明本方案的实施,下面将对实施例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方案的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为PCM码流接收模块组成框图;
图2为PCM数据接收模块原理框图;
图3为FPGA固件设计总体设计框图;
图4为PCM码流接收控制模块程序界面;
图5为PCM码流接收控制模块工作流程;
图6为PCM码流接收控制模块处理流程。
具体实施方式
下面将结合附图对本方案的实施方式作进一步地详细描述。显然,所描述的实施例仅是本方案的一部分实施例,而不是所有实施例的穷举。需要说明的是,在不冲突的情况下,本方案中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备,不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地,取决于语境,短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
本方案提供一种飞行器测试系统和方法,飞行器测试系统基于VXI PCM码流接收装置可对各类飞行器通用的测试系统,通过PCM码流完成对飞行器各设备工作状态信息、工作性能参数和环境参数的实时接收和存储,操作方式快捷简单,测试内容全面准确,有利于加快系统整体开发速度,能充分验证飞行器的总体工作性能。后续可广泛应用于各类武器系统,并为进一步优化PCM码流接收系统积累技术基础。
如图1至6所示,一种飞行器测试系统,包括VXI PCM码流接收模块和PCM码流接收控制模块,所述VXI PCM码流接收模块基于PCM码流接收控制模块发出的指令实时接收并存储被测飞行器发出的PCM码流数据。
PCM码流接收模块为标准VXI总线板卡,安装于VXI测控组合中,占一个槽位宽度。模块面板的连接器型号为J18D-50P,差分接收,信号在接收端进行隔离。
PCM码流接收控制模块安装于上位机中,通过网线互联控制VXI PCM码流接收模块,实时接收并存储被测对象发出的PCM码流数据。
PCM码流接收系统实时检测下行遥测信号,在捕获到下行遥测信号后,对其进行载波、符号数据流的同步和跟踪,之后对数据流进行帧同步,帧同步后进行遥测数据译码、解帧(CRC校验),并将数据存储,用于用户分析,评估被测对象状态性能。
VXI PCM码流接收模块包括:数据接收模块、模拟发送模块、数据存储模块、控制器和配置电路;
数据接收模块,用于接收被测对象发出的PCM码流数据。选用IL422作为PCM码流接收芯片,最高传输速率为25Mbps,数据接收遵守RS-485协议,工作温度范围为-40℃~85℃,能够满足不同飞行器数据传输需求;
模拟发送模块,用于VXI PCM码流接收模块调试及自校验时,向数据接收模块模拟发送数据,选用HRHCT245作为PCM码流模拟发送芯片,且发送端串120Ω匹配电阻,实现对PCM码流接收模块的测试验证;
数据存储模块,用于存储记录被测对象发出的PCM码流数据。采用两片大容量DDR3作为存储设备,PCM码流数据存储芯片选型为MT41K256M16TW-107IT,该芯片为2Gbit DDR3,设计存储深度可达到4Gbit(512Mbyte);该存储芯片既可按照用户需要实时读取数据,也可在通讯结束后集中读取数据;
FPGA,作为整个板卡的核心控制器,用于完成数据的校验、处理,并将PCM数据存入数据存储模块,还用于实现与PCM码流接收控制模块的通信。FPGA固件选型为XC7Z020-CLG484,设计以Center处理模块为核心,挂在AXI4总线,通过专用VXI_IP与DDR_IP两个IP核实现VXI总线通信与存储。设计专用PCM协议接口模块,通过FIFO进行解耦合,完成系统连接;
配置电路,根据PCM码流接收控制模块设置,用于完成数据解析格式配置。
本发明所述的PCM码流接收控制模块,用于完成从发送测试及自检、数据格式配置、数据存储和处理的全部操作。PCM码流接收控制模块建立在VC++6.0软件开发平台上,通过在软面板上进行参数设置,控制硬件电路实时接收测试数据,并将接收到的数据显示和保存。PCM码流接收控制模块以动态链接库的形式进行驱动封装,便于二次开发。
软件的基本处理流程图如图6所示。系统操作人员通过界面显示模块提供的交互式界面创建一个新的指令执行信息。任务执行模块通知线程管理模块执行测试指令。线程管理模块将接收的指令进行缓存、调度。当执行该指令时,线程管理模块通知板卡驱动模块调用相关驱动函数,进行指令数据发送和接收操作。随后,通过数据解析模块将接收的指令数据进行解析后形成指令执行结果,并将指令执行结果通知线程管理模块上传给任务执行模块。任务执行模块通过数据管理模块将执行结果进行数据存储。
本方案中的PCM码流接收控制模块,同时包含容错性设计,提供以下异常事件解决方案:
1.接收帧长度超过设定值
当检测到帧头时,开始进行接收数据计数,当计数超过设定的帧长度时,超过部分不再存储,舍弃直到检测到下一个帧头,计数器清零,错误标致置1,记录错误时间errortime。
2.接收帧长度少于设定值
当检测到帧头后,开始进行数据计数,当检测到下一个帧头,计数寄存器数值小于设定的帧长度,对前帧数据进行数据补齐,计数器清零,错误标致置1,记录错误时间errortime。
3.缓存时间过长,缓存存储数据超过512Mbyte
本方案设计数字缓存区最大数量为512Mbyte,当接收数据超过512Mbyte时,新接收数据将被舍弃,不再存储到数据区,之前数据不受影响。
4.PCM码流接收控制模块读取数据与板卡接收数据缓存事件冲突
在FPGA逻辑中,读取与发送采用不同缓存,DDR存储事件进行队列操作设计,解决上位机读取数据与板卡接收数据时间冲突问题。
本方案还提供一种使用本方案中的飞行器测试系统对飞行器进行测试的方法,该方法是一种基于VXI PCM码流接收模块和PCM码流接收控制模块的方法,主要包括以下步骤:
复位:点击软面板中“仪器复位”,实现数据接收模块复位;
测试发送:插入VXI PCM码流接收模块自检用外连接器,点击软面板中“测试发送”,通过VXI PCM码流数据自发自收,完成硬件自检;
数据配置:参数设置框中完成读取方式、站地址、接收长度、码类型、码长度的选择和设置,点击软面板中“设置参数”,完成参数设置和下传;
启动接收:控制VXI PCM码流接收模块启动数据接收;
停止接收:控制VXI PCM码流接收模块停止数据接收;
获取数据长度:显示VXI PCM码流接收模块接收数据总字节数;
实时/事后读取数据:实时/事后读取数据方式,将PCM码流数据实时/事后上传到上位机的PCM码流接收控制模块中。实时读取时,可以以不小于10ms的周期从模块读取数据,未读取的数据保存于模块内部存储空间;事后实时读取时,可在数据接收完毕后一次读取;模块总存储空间不小于4Gbit;
查看保存数据:根据保存数据完成被测对象综合性能评估和分析。
步骤1中仪器复位操作,清空VXI PCM码流接收模块中FIFO和DDR3存储的数据,初始化VXI PCM码流接收模块;
步骤2中点击测试发送控件后,VXI PCM码流接收模块中的FPGA接收到上位机PCM码流接收控制模块发出的指令后,控制模拟发送模块向数据接收模块发送PCM码流数据。PCM码流数据自发自收后,校核接收文件内容是否与发送数据一致,完成硬件自检;
步骤3中可对PCM码流读取方式设置包括实时读取和事后读取;码型设置包括NRZ-L码和RNRZ-L码;帧长度可通过模块函数设置为64字节~4096字节;默认帧同步码:4字节、0x9ABCB52C,帧同步码和同步码长度可通过模块函数设置,同步码长度可设置为2字节~4字节;
步骤4中启动接收可设置为同步时钟上升沿或下降沿接收数据;
步骤6中点击获取数据长度控件后,FPGA接收指令并读取FIFO+DDR3收到的数据个数返回给上位机软件;
步骤7中本次设计采用DDR存储最大数据存储数据容量为512Mbyte,所以一次最大读取数据长度为512Mbyte,无最小读取数据量要求。实时传输模式,传输速率不小于10kbps。事后读取数据方式,采用一次性上传模式,数据包大512Kbyte数据传输速度不小于10Mbyte/s。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种飞行器测试系统,其特征在于,该测试系统包括VXI PCM码流接收模块和PCM码流接收控制模块,所述VXI PCM码流接收模块基于PCM码流接收控制模块发出的指令实时接收并存储被测飞行器发出的PCM码流数据。
2.根据权利要求1所述的飞行器测试系统,其特征在于,所述VXI PCM码流接收模块包括:
数据接收模块,用于隔离接收被测飞行器的PCM码流数据;
模拟发送模块,用于PCM码流接收模块调试及自校验时,向数据接收模块模拟发送数据;
控制器,用于完成数据的校验、处理,并将数据进行存储,实现与PCM码流接收控制模块的通信。
3.根据权利要求2所述的飞行器测试系统,其特征在于,所述VXI PCM码流接收模块还包括:
配置电路,基于PCM码流接收控制模块的指令,完成数据解析格式配置。
4.根据权利要求2所述的飞行器测试系统,其特征在于,所述VXI PCM码流接收模块还包括:
数据存储模块,用于存储记录被测飞行器的PCM码流数据,并基于PCM码流接收控制模块的指令,实时读取数据或在通讯完成后集中事后读取数据。
5.根据权利要求2所述的飞行器测试系统,其特征在于,所述数据接收模块的最高传输速率为25Mbps,数据接收遵从RS-485协议。
6.一种对飞行器进行测试的方法,其特征在于,使用如权利要求1所述的飞行器测试系统对被测飞行器进行测试,包括如下步骤:
对PCM码流接收模块进行硬件自检;
配置测试参数;
开启PCM码流接收指令;
获取接收的数据总字节数;
根据获取的数据对被测飞行器的综合性能进行评估和分析。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,获取接收的数据总字节数时,如实时获取数据,则将PCM码流数据实时上传至PCM码流接收控制模块。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在实时获取数据时,读取数据的周期不小于10ms。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,获取接收的数据总字节数时,如事后获取数据,则将PCM码流数据事后上传至PCM码流接收控制模块。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在事后获取数据时,可在数据接收完毕后一次读取全部数据。
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