CN210222525U - 一种带有健康监控电路的飞参系统主控模块及飞参系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种带有健康监控电路的飞参系统主控模块，该主控模块的各功能电路包括：微处理器电路、逻辑电路、看门狗电路、主电源电路、以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路；所述微处理器电路分别与所述主电源电路、逻辑电路模块、看门狗电路、以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路连接；所述主控模块还包括健康监控电路；所述健康监控电路与主控模块中的各功能电路分别连接，用于采集各电路的信息。本实用新型提供的主控模块，健康监控电路独立于主控模块的各功能电路，其能独立供电，独立记录飞参系统各功能模块的工作状态。
Description
技术领域
本发明属于航空电子技术领域，特别是涉及到一种带有健康监控电路的飞参系统主控模块及飞参系统
背景技术
在航空电子产品中，芯片的集成度越来越高，板上电路集成度也越来越高，对芯片及模块的健康管理提出了更高的要求。
在现有的飞参系统中，要判断各重要芯片是否正常工作，主要通过CPU给各芯片发送数据，通过芯片的响应来判断芯片功能是否正常，若CPU发生故障，便无法对整个系统的工作状态进行监控，后期排故将无法快速准确判断故障位置，对整个系统的可维修性提出巨大挑战，可能很小的问题，便会造成整件的返厂维修。
现有的健康监控电路并未独立于整个飞参系统，若系统中主控制模块的电源、CPU等器件故障后，会影响整个系统的健康监测；现有的健康监控电路无法记录器件故障时的环境参数，如环境温度、振动、时间、湿度等关键参数，也无法记录故障器件运行的状态，如其电压、电流、器件温度等参数，造成故障复现困难；监控电路只能在自检及周期自检时记录重要芯片状态，且无法有效的输出显示，无法对机组人员和地面维护人员提供系统故障程度报告。
发明内容
实用新型目的：本实用新型的目的在于，提供一种带有独立设置的健康监控电路的飞参系统主控模块，该主控模块中的健康监控电路独立运行，能够独立供电、独立记录飞参系统各功能模块的工作状态，独立与地面设备进行通信。
技术方案：为达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种带有健康监控电路的飞参系统主控模块，所述主控模块的各功能电路包括：微处理器电路、逻辑电路、看门狗电路、主电源电路、以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路；
所述微处理器电路分别与所述主电源电路、逻辑电路模块、看门狗电路、以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路连接；
所述主控模块还包括健康监控电路；
所述健康监控电路与主控模块中的各功能电路分别连接，用于采集各电路的信息。
优选的，所述主电源电路包括DC/DC模块，用于给主计算机模块的各功能电路供电；
所述微处理器电路包括CPU、内存芯片和FLASH芯片，用于控制以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路与飞参系统其它模块实现数据的接收和发送，管理整个飞参系统数据的收发；
所述逻辑电路模块包括CPLD逻辑器件，用于协助CPU完成主计算机模块的电路逻辑控制、接口扩展及各功能电路复位信号的逻辑控制；
所述以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路由以太网收发器、 PCIe桥芯片和RapidIO交换机组成，分别与飞参系统其它模块连接，用于其它模块与主计算机模块的数据交换。
优选的，所述健康监控电路包括依次连接的传感器、AD转换电路、CPU电路和存储及总线电路。
优选的，所述传感器用于采集各模块重要器件的电压、电流、工作温度、环境温度和振动等信号。
优选的，所述AD转换电路包括AD转换器，AD转换器将采集到的温度和电压等模拟信号转换成数字信号，再传输到CPU电路的CPU 中进行处理。
优选的，所述CPU电路用于完成采集数据的处理，故障的等级划分、存储及上报。
优选的，所述存储及总线电路包括存储芯片、数据总线芯片及无线收发器；
所述存储芯片用于将重要器件的温度、电压、电流、振动等信息存储起来；
所述数据总线芯片与机上其他系统连接，可将故障信息上报系统；
所述无线收发器用于将器件工作状态的信息通过无线的形式发送给地面维护人员。
优选的，所述健康监控电路连接有辅助电源电路。
本实用新型的另一目的在于提供一种飞参系统，所述飞参系统包括主控制模块、各接口模块及电源；
所述主控制模块为选自上述任一项所述的主控模块。
有益效果：
本实用新型提供的主控模块，健康监控电路独立于主控模块的各功能电路，其能独立供电，独立记录飞参系统各功能模块的工作状态。
本实用新型提供的主控模块，其中的健康监控电路能独立与地面设备进行通信，能够发送各功能电路故障等级，解决了现有飞参系统发生故障后，无法及时定位、复现的问题。
本实用新型提供的飞参系统，自身安装了一个独立的“参数记录系统”，解决了以往定位和复现故障难的问题，极大的减少了维修成本。
附图说明
图1为本实用新型各功能电路关系图；
图2为本实用新型中健康监控电路的电路原理框图；
图3为本实用新型中健康监控电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示为本实用新型各功能电路关系图；
本实用新型所提供的飞参系统主控模块包括：微处理器电路、主电源电路、逻辑电路、看门狗电路、以太网电路、PCIe电路、RapidIO 电路、健康监控电路以及辅助电源电路。其中微处理器电路与主电源电路、逻辑电路、看门狗电路、以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路分别连接；健康监控电路与主电源电路、逻辑电路、看门狗电路、以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路连接，用于监控上述电路的信息，并将采集到的信息传输至微处理器电路，进行处理；健康监控电路还连接有辅助电源电路。
主电源电路主要由DC/DC模块组成，进行二次电源转换，给主计算机模块的微处理器电路、逻辑电路、看门狗电路、电源电路、以太网电路、PCIe电路、RapidIO电路等提供+3.3V、+2.5V和+1.8V工作电压，主计算机模块功耗一般在5-20W之间，主电源电路功耗在1-2W，发热量较大，需要健康监控电路实时监控其输出电压、电流及工作温度，以保证主电源电路能给主计算机模块提供稳定的电源。
微处理器电路主要由CPU、内存芯片、FLASH芯片等组成，控制以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路与飞参系统其它模块实现数据的接收和发送，管理整个飞参系统数据的收发，是主计算机模块核心器件，必须实时监控并记录其电压、电流、工作温度等参数。
逻辑电路模块主要由CPLD等逻辑器件组成，用于协助CPU完成主计算机模块的电路逻辑控制、接口扩展及各功能电路复位信号的逻辑控制，对主计算机模块的正常启动及各对功能电路的复位起决定作用，需要实时监控其工作温度。
以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路由以太网收发器、PCIe 桥芯片和RapidIO交换机组成，分别与飞参系统其它模块连接，用于其它模块与主计算机模块的数据交换。以太网收发器、PCIe桥芯片和RapidIO交换机功耗较大，需实时监控其工作电压、电流和工作温度等，若健康监控电路监控到其工作异常，需要CPLD发送复位信号，保证其工作正常。
如图2-3所示为本实用新型中健康监控电路；
健康监控电路由采集电路、AD转换电路、CPU电路和存储及总线电路组成；
采集电路将各模块重要器件的电压、电流、工作温度、环境温度、环境湿度、振动等信号进行采集，其中工作温度信号直接通过CPU、以太网芯片等器件的自测温实现，电压信号直接从对应电压位置直接采集，振动、电流及环境温度通过相应传感器实现数据采集；
AD转换电路由AD转换器组成，AD转换器将采集到的温度和电压等模拟信号转换成数字信号，在传输到CPU中进行处理；
CPU电路主要完成采集数据的处理，故障的等级划分、存储及上报。可通过收集大量相关器件的工作状态，通过人工智能算法，对器件的工作状态及寿命进行预测；
存储及总线电路包括存储芯片、数据总线芯片及无线收发器组成，存储芯片可将重要器件的温度、电压、电流、振动等信息存储起来；数据总线芯片与机上其他系统连接，可将故障信息上报系统；无线收发器可将器件工作状态的信息通过无线的形式发送给地面维护人员，便于地面维护人员掌握重要器件的工作状态，以及对重要器件的工作寿命进行预测。
本实用新型所提供的飞参系统主要由主计算机模块、各接口模块以及电源模块组成，健康监控电路集成在主计算机模块中，方便采集主计算机模块各功能电路信息。
Claims (9)
1.一种带有健康监控电路的飞参系统主控模块，其特征在于，所述主控模块的各功能电路包括：微处理器电路、逻辑电路、看门狗电路、主电源电路、以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路；
所述微处理器电路分别与所述主电源电路、逻辑电路模块、看门狗电路、以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路连接；
所述主控模块还包括健康监控电路；
所述健康监控电路与主控模块中的各功能电路分别连接，用于采集各电路的信息。
2.根据权利要求1所述的带有健康监控电路的飞参系统主控模块，其特征在于，
所述主电源电路包括DC/DC模块，用于给主计算机模块的各功能电路供电；
所述微处理器电路包括CPU、内存芯片和FLASH芯片，用于控制以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路与飞参系统其它模块实现数据的接收和发送，管理整个飞参系统数据的收发；
所述逻辑电路模块包括CPLD逻辑器件，用于协助CPU完成主计算机模块的电路逻辑控制、接口扩展及各功能电路复位信号的逻辑控制；
所述以太网电路、PCIe电路和RapidIO电路由以太网收发器、PCIe桥芯片和RapidIO交换机组成，分别与飞参系统连接，用于飞参系统与主计算机模块的数据交换。
3.根据权利要求1所述的带有健康监控电路的飞参系统主控模块，其特征在于，所述健康监控电路包括依次连接的传感器、AD转换电路、CPU电路和存储及总线电路。
4.根据权利要求3所述的带有健康监控电路的飞参系统主控模块，其特征在于，所述传感器用于采集各模块重要器件的电压、电流、工作温度、环境温度和振动等信号。
5.根据权利要求3所述的带有健康监控电路的飞参系统主控模块，其特征在于，所述AD转换电路包括AD转换器，AD转换器将采集到的温度和电压等模拟信号转换成数字信号，再传输到微处理器电路的CPU中进行处理。
6.根据权利要求3所述的带有健康监控电路的飞参系统主控模块，其特征在于，所述CPU电路用于完成采集数据的处理，故障的等级划分、存储及上报。
7.根据权利要求3所述的带有健康监控电路的飞参系统主控模块，其特征在于，所述存储及总线电路包括存储芯片、数据总线芯片及无线收发器；
所述存储芯片用于将重要器件的温度、电压、电流、振动等信息存储起来；
所述数据总线芯片与机上其他系统连接，可将故障信息上报系统；
所述无线收发器用于将器件工作状态的信息通过无线的形式发送给地面维护人员。
8.根据权利要求3所述的带有健康监控电路的飞参系统主控模块，其特征在于，所述健康监控电路连接有辅助电源电路。
9.一种飞参系统，其特征在于，所述飞参系统包括主控制模块、各接口模块及电源；
所述主控制模块为选自权利要求1～8任一项所述的主控模块。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201921125759.7U CN210222525U (zh) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 一种带有健康监控电路的飞参系统主控模块及飞参系统 |
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| CN (1) | CN210222525U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112085870A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-15 | 陕西千山航空电子有限责任公司 | 一种飞参数据存储装置 |
| CN113256842A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-08-13 | 杭州迅蚁网络科技有限公司 | 一种无人机健康状态的监控与预警方法 |
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- 2019-07-17 CN CN201921125759.7U patent/CN210222525U/zh active Active
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