CN114812673B - 多参数多模块光纤数据同步测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了多参数多模块光纤数据同步测试方法，包括机载，所述机载电连接有电气接口单元，所述电气接口单元通过同步LVDS时钟数据接口将同步信号分别给到多个测试模块，所述测试模块采用LVDS5‑SYNCCLK作为主时钟，所述同步LVDS时钟数据接口传输的同步信号主要分为时间同步数、地理位置同步数据、姿态同步数据和多模块同步触发信号，所述时间同步数来源包括外部北斗授时、外部计算机授时、自带RTC授时，地理位置同步数据来源为北斗或其他类型卫星导航接口。本发明中，在外触发模式下，而非自由触发模式下，由电气接口单元统一给出同步脉冲，多个测试模块根据同步脉冲进行光谱采集，从而实现应变、温度、压力、振动数据的同步性。

Description

多参数多模块光纤数据同步测试方法
技术领域
本发明涉及一种光纤数据同步测试方法技术领域，尤其涉及多参数多模块光纤数据同步测试方法。
背景技术
光纤光栅技术具有许多天然优势，传感器不需要供电，只需要通过光纤把激光导入传感器，一根光纤可以串联多个传感器，同一解调仪可以解调多种物理量，光纤具有本征安全性，不释放电磁干扰，也不被别人干扰，由于其技术相对于传统电学应变测量具有明显优势，近年来光纤光栅在石化、铁路、电力等领域得到了广泛应用。
光纤式测量技术自问世以来，主要应用领域在静态测试，在测量温度、应变方面取得了大量可靠的工程应用实绩，为了扩展光纤的测试领域和范围，一种光纤式多模块综合测试系统(受理号：202210180317.2)，实现多物理参量的测量，满足动、静态测试需求，该系统由多个测试模块加嵌入式处理模块组成，多个测试模块如果各自工作，那么很难实现应变、温度、压力、振动等数据的同步。
本发明涉及一种多参数多模块光纤数据同步测试方法，在外触发模式下，实现多个测试模块(温度、应变、压力、振动等)之间的数据同步。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的多参数多模块光纤数据同步测试方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
多参数多模块光纤数据同步测试方法，包括机载，所述机载电连接有电气接口单元，所述电气接口单元通过同步LVDS时钟数据接口将同步信号分别给到多个测试模块。
优选地，所述测试模块采用LVDS5-SYNCCLK作为主时钟。
优选地，所述同步LVDS时钟数据接口传输的同步信号主要分为时间同步数、地理位置同步数据、姿态同步数据和多模块同步触发信号。
优选地，所述时间同步数来源包括外部北斗授时、外部计算机授时、自带RTC授时，地理位置同步数据来源为北斗或其他类型卫星导航接口，姿态同步数据来源为IMU接口。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本申请在外触发模式下，而非自由触发模式下，由电气接口单元统一给出同步脉冲，多个测试模块根据同步脉冲进行光谱采集，从而实现应变、温度、压力、振动数据的同步性。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的仪器同步信号流框图；
图2示出了根据本发明实施例提供的LVDS同步数据信号示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：
多参数多模块光纤数据同步测试方法，包括机载，机载电连接有电气接口单元，电气接口单元通过同步LVDS时钟数据接口将同步信号分别给到多个测试模块。
具体的，如图1所示，测试模块采用LVDS5-SYNCCLK作为主时钟，在这种情况下，可以做到模块的高精度同步，模块和模块之间的时间同步误差可以在时钟的jitter范围之内，即±200ps以内，测试模块内部也有各自的主时钟，每个测试模块的主时钟为30MHz，各测试模块在电气接口单元统一给出的同步信号LVDS4-EXPO-SYNC的控制下进行光谱快照(曝光)，各个模块之间的同步误差可以控制在±33.3ns以内，LVDS5-SYNCCLK信号为同步时钟信号，主频100MHz，LVDS-DATA[1:0]为2bits数据，SYNCCLK时钟上4个时钟周期传输1byte(8bits)同步数据给解调模块，EXPO-SYNC信号为光谱快照同步信号，各路解调模块在EXPO-SYNC的上升沿开始曝光，LVDS3-SYNCDATA[2]为保留信号，留作未来使用。
具体的，如图1所示，同步LVDS时钟数据接口传输的同步信号主要分为时间同步数、地理位置同步数据、姿态同步数据和多模块同步触发信号，解调模块产生测试数据的模式包括内同步解调模式和外同步解调模式两种，内同步解调模式下，测试模块各自内部根据串口设定的频率产生同步信号，测试模块根据内部生成的同步信号产生光谱快照测试数据，测试模块和测试模块之间的测试数据相位关系不受控制，外同步解调模式下，各测试模块从外部(电气接口单元)接收外同步信号，测试模块根据外部给入的同步信号产生光谱快照测试数据，测试模块和测试模块之间的相位关系受到控制，不同测试模块可以做同频同相位采集、同频差相位采集、差频差相位采集，配置方式灵活，可以实现多种特殊要求的场景应用。
具体的，如图1所示，时间同步数来源包括外部北斗授时、外部计算机授时、自带RTC授时，地理位置同步数据来源为北斗或其他类型卫星导航接口，姿态同步数据来源为IMU接口，同步信号由电气接口单元产生，电气接口单元通过RS422接口和PPS秒脉冲从北斗、IMU获取授时、地理位置信息、姿态信息，这些信息通过隔离接口板首先进入电气接口单元上的FPGA，FPGA将数据缓存到内部的FIFO，再进行8bits转2bits等格式转化，然后通过同步LVDS时钟数据接口分别给到每个测试模块，每一路同步信号有5个信号组成。
具体的，如图2所示，在本设计中，同步的含义并非仅仅是同频同相位，同步含义是指固定的频率和相位，即多个模块在预先设计好的同步信号下的频率和相位是可预知和固定的，同频同相位是本设计中的同步概念的一个常用子集，图中示意的模式为：1#解调仪和2#解调仪采用同频同相位，3#解调仪和4#解调仪同频同相位，1#解调仪和3#解调之间同频，相位相差180°。
综上所述，本实施例所提供的多参数多模块光纤数据同步测试方法，测试模块工作在外触发模式下，电气接口单元给出多路同步脉冲，脉冲由电气接口单元内的FPGA产生，多路脉冲的上升沿严格对齐，测试模块严格在同步脉冲的上升沿上进行数据采集，模块和模块之间的时间同步误差可以在时钟的jitter范围之内，测试模块内部也有各自的主时钟，每个测试模块的主时钟为30MHz，各路测试模块之间的数据最大依然会产生1个系统时钟周期的偏差，各路测试模块数据的系统时间偏差最大为：±33.3ns。
LVDS同步信号时序图
信号定义 信号类型 信号说明
LVDS1-SYNCDATA[0] LVDS差分，2线 INT->FBGA FPGA
LVDS1-SYNCDATA[1] LVDS差分，2线 INT->FBGA FPGA
LVDS3-SYNCDATA[2] LVDS差分，2线 INT->FBGA FPGA
LVDS4-EXPO-SYNC LVDS差分，2线 INT->FBGA FPGA
LVDS5-SYNCCLK LVDS差分，2线 INT->FBGA FPGA
实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.多参数多模块光纤数据同步测试方法，包括机载，其特征在于，所述机载电连接有电气接口单元，所述电气接口单元通过同步LVDS时钟数据接口将同步信号分别给到多个测试模块；
所述测试模块采用LVDS5-SYNCCLK作为主时钟；
所述同步LVDS时钟数据接口传输的同步信号分为时间同步数据、地理位置同步数据、姿态同步数据和多模块同步触发信号；
所述时间同步数据来源包括外部北斗授时、外部计算机授时、自带RTC授时，地理位置同步数据来源为北斗卫星导航接口，姿态同步数据来源为IMU接口；
所述测试模块工作在外触发模式下，电气接口单元给出多路同步脉冲，脉冲由电气接口单元内的FPGA产生，多路脉冲的上升沿严格对齐，测试模块严格在同步脉冲的上升沿上进行数据采集，模块和模块之间的时间同步误差在时钟的jitter范围之内，测试模块内部也有各自的主时钟，每个测试模块的主时钟为30MHz，各路测试模块之间的数据最大依然会产生1个系统时钟周期的偏差，各路测试模块数据的系统时间偏差最大为：±33.3ns；
所述测试模块根据外部给入的同步信号产生光谱快照测试数据，测试模块和测试模块之间的相位关系受到控制，不同测试模块做同频同相位采集、同频差相位采集、差频差相位采集。
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