CN204203963U - 一种微型机载数据记录装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微型机载数据记录装置，它包括数据记录仪和数据转接板；所述的数据记录仪包括USB控制器、RS422通信模块、eMMC存储模块和微型接口板，所述的微型接口板包括USB3.0接口和RS422接口，所述的USB控制器通过RS422通信模块与RS422接口连接，USB控制器的eMMC控制端与eMMC存储模块连接，USB控制器的USB控制端与USB3.0接口连接；数据记录仪还通过RS422接口与机载系统连接；所述的数据转接板包括RS422转RS232模块、USB3.0转USB2.0模块和USB3.0接口模块中的一种或多种的组合，数据记录仪的微型接口板通过RS422转RS232模块、USB3.0转USB2.0模块或USB3.0接口模块与外接计算机连接。本实用新型结构简单体积小，可通过RS422接口和RS232接口完成数据记录仪的数据记录，并通过USB3.0接口实现数据记录仪的数据高速卸载。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微型机载数据记录装置。
背景技术
目前，飞行员的飞行训练频率越来越大，民航航班的班次也越来越多，每个架次或班次的飞行数据需进行严格的保存。而在对飞行数据的进行记录和卸载时，要求数据记录仪的读取速度快，数据读取稳定无误。
在机载的应用环境中，又要求数据记录仪满足小型化，要保证在一个很小的体积上即可完成数据记录和卸载的工作。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种微型机载数据记录装置，结构简单体积小，可通过RS422接口和RS232接口完成数据记录仪的数据记录，并通过USB3.0接口实现数据记录仪的数据高速卸载。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种微型机载数据记录装置，它包括数据记录仪和数据转接板；所述的数据记录仪包括USB控制器、RS422通信模块、eMMC存储模块和微型接口板，所述的微型接口板包括USB3.0接口和RS422接口，所述的USB控制器通过RS422通信模块与RS422接口连接，USB控制器的eMMC控制端与eMMC存储模块连接，USB控制器的USB控制端与USB3.0接口连接；数据记录仪还通过RS422接口与机载系统连接；所述的数据转接板包括RS422转RS232模块、USB3.0转USB2.0模块和USB3.0接口模块中的一种或多种的组合，数据记录仪的微型接口板通过RS422转RS232模块、USB3.0转USB2.0模块或USB3.0接口模块与外接计算机连接。
USB控制器为USB3.0控制器，USB控制器为CYUSB3023芯片。
所述的eMMC存储模块内嵌有Nand Flash存储器。
所述的数据记录仪还包括晶体振荡器，晶体振荡器的时钟信号输出与USB控制器的时钟信号输入连接。
所述的数据记录仪还包括电源模块，所述的电源模块为DC/DC电源模块，所述的微型接口板还包括电源接口，电源模块的输入与电源接口连接，电源模块的输出分别与USB控制器、RS422通信模块和eMMC存储模块的电源输入连接。
本实用新型的有益效果是：
1）本实用新型选用的元器件积小、功耗低，使得数据记录仪的体积可以做得更小，满足微型机载式数据记录仪的设计要求。
2）本实用新型结构简单，其数据记录仪采用CYUSB3023芯片作为USB控制器，具有eMMC控制接口，可以直接实现与eMMC存储模块的无缝连接，实现对eMMC存储模块的控制，并可实现通过USB3.0接口对eMMC存储模块中的存储数据进行高速卸载。
3）选用eMMC作为存储介质，其内嵌Nand Flash的控制器，可实现对Nand Flash的ECC纠错、磨损均衡和坏块剔除的工作，对用户而言不需要对Flash进行管理就直接可以对eMMC进行数据存储和回读。
4）数据记录仪采用微型接口，有效减少接口面积，通过数据转接板实现微型接口到标准接口的转换。
5）本实用新型在数据记录时，数据记录仪通过RS422接口接收机载系统发出的数据，并将其记录到eMMC存储模块中；在数据卸载时，卸载计算机通过USB3.0接口与数据记录仪连接完成数据高速卸载，也可通过RS232接口和USB2.0接口与数据记录仪连接，控制该数据记录仪进行数据卸载工作。
附图说明
图1为本实用新型微型机载数据记录装置的系统原理框图；
图2为本发明微型机载数据记录仪的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种微型机载数据记录装置，它包括数据记录仪和数据转接板。
所述的数据记录仪包括USB控制器、RS422通信模块、eMMC存储模块和微型接口板，所述的微型接口板包括USB3.0接口和RS422接口，所述的USB控制器通过RS422通信模块与RS422接口连接，USB控制器的eMMC控制端与eMMC存储模块连接，USB控制器的USB控制端与USB3.0接口连接；数据记录仪还通过RS422接口与机载系统连接。
所述的数据转接板包括RS422转RS232模块、USB3.0转USB2.0模块和USB3.0接口模块中的一种或多种的组合，数据记录仪的微型接口板通过RS422转RS232模块、USB3.0转USB2.0模块或USB3.0接口模块与外接计算机连接。数据转接板的一端具有标准的RS232接口、USB2.0接口和USB3.0接口，其另一端具有与数据记录仪所具有的微型接口板相应的微型接口。
一般的外接计算机都设置有RS232接口和USB2.0/USB3.0接口，外接计算机的RS232接口与数据转接板的RS232接口连接，数据转接板的RS232接口通过RS422转RS232模块与数据转接板的RS422接口连接，数据转接板的RS422接口与数据记录仪的RS422接口连接，实现外接计算机通过RS232接口对数据记录仪eMMC中的数据进行录入和卸载。
外接计算机的USB2.0接口与数据转接板的USB2.0接口连接，数据转接板的USB2.0接口通过USB3.0转USB2.0模块与数据转接板的USB3.0接口连接，数据转接板的USB3.0接口与数据记录仪的USB3.0接口连接，实现外接计算机通过USB2.0接口对数据记录仪eMMC中的数据进行录入和卸载。
外接计算机的USB3.0接口与数据转接板的USB3.0接口连接，数据转接板的USB3.0接口通过USB3.0模块与数据记录仪的USB3.0接口连接，实现外接计算机通过USB3.0接口对数据记录仪eMMC中的数据进行高速录入和卸载。
所述的机载系统通过RS422接口与数据记录仪连接。
如图2所示，USB控制器为USB3.0控制器，可采用Cypress公司的EZ-USB SD3系列的CYUSB3023芯片。该CYUSB3023芯片内嵌ARM处理内核，集成了一个USB3.0接口和一个eMMC控制器接口，可以直接实现eMMC存储模块的无缝连接，并具备SPI，I2C，UART和I2S接口，UART接口用于接收RS422接口传送过来的数据。eMMC控制器接口可以直接实现eMMC存储模块的无缝连接，用于实现对eMMC器件的控制，USB接口可以实现对eMMC存储模块的存储数据进行高速卸载。
所述的eMMC存储模块为以eMMC作为存储介质、内嵌Nand Flash的控制器。可实现对Nand Flash的ECC纠错、磨损均衡和坏块剔除的工作。对用户而言不需要对Flash进行控制和管理就直接可以对其进行数据存储和回读。
eMMC存储模块最大的优点是低复杂度、高集成度和低布线难度等，无需考虑主控模块与闪存是否兼容的问题，无兼容烦恼，难度和占用体积以及数据记录仪的电路板的复杂度都会降低。
eMMC存储模块可选用镁光公司的MTFC8GLDEA-4M IT芯片或MTFC4GMDEA-4M IT芯片，其中MTFC8GLDEA-4M IT芯片具有8GB的存储容量，MTFC4GMDEA-4M IT芯片具有4GB的存储容量。这两种芯片均属于管理型Nand Flash，其内部实现了Flash的控制、ECC纠错、磨损均衡和坏块管理的功能。
所述的RS422通信模块选用MAXIM公司的MAX14783E芯片，具有实现RS422的收发接口电路，可以做到35KV的抗ESD的能力。
所述的数据记录仪还包括晶体振荡器，晶体振荡器的时钟信号输出与USB控制器的时钟信号输入连接。
所述的数据记录仪还包括电源模块，所述的电源模块为DC/DC电源模块，所述的微型接口板还包括电源接口，电源模块的输入与电源接口连接，电源模块的输出分别与USB控制器、RS422通信模块和eMMC存储模块的电源输入连接。电源模块输入端接收5V的直流电源，其输出端输出1.2V和3.3V的直流电源。
电源模块可以采用TI公司的DCDC TPS62590芯片，以提供本实用新型电路板所需要的电源。
本实用新型中的数据记录仪所选用的元器件需尽量为体积小、功耗低的器件，以满足小型化的要求，本实用新型中数据记录仪的体积参数为2.5cm*3.5cm*0.8cm。
其中，USB控制器采用Cypress的EZ-USB SD3系列的CYUSB3023芯片，该芯片的封装可以选择WLCSP封装，体积参数为5.099mm*4.695mm*0.55mm。
eMMC存储模块选用镁光公司的MTFC8GLDEA-4M IT芯片或MTFC4GMDEA-4M IT芯片，该器件封装可以选择WFBGA封装，体积参数为11.5mm*13mm*0.8mm。
RS422通信模块选用MAXIM公司的MAX14783E芯片，该芯片的体积参数为3mm*3mm*0.5mm。
电源模块选用TI公司的DCDC TPS62590芯片，该芯片的体积参数为2.1mm*2.1mm*0.8mm。
本实用新型中数据记录仪的电路板上所设计的其他电阻和电容元器件，尽量使用0402封装，保证电路的小体积装配。
Claims (5)
1.一种微型机载数据记录装置，其特征在于：它包括数据记录仪和数据转接板；
所述的数据记录仪包括USB控制器、RS422通信模块、eMMC存储模块和微型接口板，所述的微型接口板包括USB3.0接口和RS422接口，所述的USB控制器通过RS422通信模块与RS422接口连接，USB控制器的eMMC控制端与eMMC存储模块连接，USB控制器的USB控制端与USB3.0接口连接；数据记录仪还通过RS422接口与机载系统连接；
所述的数据转接板包括RS422转RS232模块、USB3.0转USB2.0模块和USB3.0接口模块中的一种或多种的组合，数据记录仪的微型接口板通过RS422转RS232模块、USB3.0转USB2.0模块或USB3.0接口模块与外接计算机连接。
2.根据权利要求1所述的一种微型机载数据记录装置，其特征在于：USB控制器为USB3.0控制器，USB控制器为CYUSB3023芯片。
3.根据权利要求1所述的一种微型机载数据记录装置，其特征在于：所述的eMMC存储模块内嵌有Nand Flash存储器。
4.根据权利要求1所述的一种微型机载数据记录装置，其特征在于：所述的数据记录仪还包括晶体振荡器，晶体振荡器的时钟信号输出与USB控制器的时钟信号输入连接。
5.根据权利要求1所述的一种微型机载数据记录装置，其特征在于：所述的数据记录仪还包括电源模块，所述的电源模块为DC/DC电源模块，所述的微型接口板还包括电源接口，电源模块的输入与电源接口连接，电源模块的输出分别与USB控制器、RS422通信模块和eMMC存储模块的电源输入连接。
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