CN213367640U - 一种机载网络及pcm数据一体化记录装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及航空技术领域，具体涉及一种机载网络及PCM数据一体化记录装置。为解决目前飞行试验中网络数据和PCM数据流采用不同设备进行记录的问题。本实用新型一种机载网络及PCM数据一体化记录装置包括电源模块和采集存储模块；所述的电源模块包括EMI滤波器、升压模块、储能电容和电源转换模块；所述的EMI滤波器与升压模块连接，升压模块与储能电容和电源转换模块分别连接；所述的采集存储模块包括处理器、FPGA模块和信号调理模块、FPGA配置模块，所述的处理器分别与存储器和FPGA模块连接，FPGA模块连接分别与信号调理模块和FPGA配置模块连接，所述的处理器还与存储盘连接。

Description

一种机载网络及PCM数据一体化记录装置

技术领域

本实用新型涉及航空技术领域，具体涉及一种机载网络及PCM数据一体化记录装置。

背景技术

记录器是飞行试验机载测试系统中必不可少的一个装置，机载信号经过采集器采集处理以后，一部分以遥测的形式传输到地面进行监控，最主要的还是通过记录器全部记录下来以便进行事后分析。

传统的机载测试系统采用PCM体制，所有的数据以PCM流的形式进行传输和记录，采集器输出PCM数据流给遥测发射机和记录器，记录器对输入的PCM数据流进行记录。

随着网络化数据传输技术的飞速发展，在现代飞行试验中，机载测试系统逐渐由传统的PCM体制向以太网体制进行转变，越来越多的新型飞机和机载设备实现了网络化，但同时，还有大量飞机和设备仍然采用PCM数据传输方式，从而出现了网络数据与PCM数据流共存的情况。

在这种情况下，网络数据的记录和PCM数据流的记录通常通过不同种类的记录器来实现，且两种平台不能互通和兼容，这为飞行试验测试任务增加了复杂性和成本。因此需要一款记录装置，不但能够采集存储机载采集器或交换机的网络输出数据，而且能够采集存储传统的PCM数据流。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型为解决目前飞行试验中网络数据和PCM数据流采用不同设备进行记录的问题，提供一种机载网络及PCM数据一体化记录装置。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案是：一种机载网络及PCM数据一体化记录装置，其特征在于：包括电源模块和采集存储模块；

所述的电源模块包括EMI滤波器、升压模块、储能电容和电源转换模块；所述的EMI滤波器与升压模块连接，升压模块与储能电容和电源转换模块分别连接；

所述的采集存储模块包括处理器、FPGA模块和信号调理模块、FPGA配置模块，所述的处理器分别与存储器和FPGA模块连接，FPGA模块连接分别与信号调理模块和FPGA配置模块连接，所述的处理器还与存储盘连接。

进一步，所述处理器为iMX6处理器。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

1、本实用新型采用处理器与FPGA的系统架构，将网络与PCM数据分别交由处理器和FPGA进行处理，最终都通过处理器的存储接口进行存储，可实现网络数据与PCM数据的一体化采集存储，具有处理能力强的优点；

2、本实用新型将记录装置的控制、采集、处理和存储功能设计于一个采集存储模块内，且采用小尺寸、大容量的存储盘，具有集成度高、体积小的特点；

3、本实用新型采用模块化设计，方便装置升级、功能扩展、实施与维护。

附图说明

图1为机载网络及PCM数据一体化记录装置组成示意图；

图2为电源模块功能框图；

图3为EMI滤波模块、升压模块与储能电容电路图；

图4为掉电信号隔离输出电路图；

图5为电源转换模块电路图；

图6为采集存储模块功能示意图；

图7为处理器与存储器连接电路图；

图8为处理器存储盘接口电路图；

图9为PCM接口电路图；

图10为FPGA配置接口电路图；

图11为FPGA配置模块电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种机载网络及PCM数据一体化记录装置，如图1所示，包括电源模块1和采集存储模块2；

上述电源模块1包括EMI滤波器、升压模块、储能电容和电源转换模块(DC/DC电路)，图2所示为电源模块的功能框图，该模块为整个记录器提供5V供电，最大输出总功率为15W，同时具有掉电保护和掉电指示功能。

所述的EMI滤波器与升压模块连接，升压模块与储能电容和电源转换模块分别连接。

图3所示为EMI滤波模块、升压模块与储能电容电路，其中U1为EMI滤波器，U2为升压模块，C7为储能电容。EMI滤波模块是外部电源进入电源模块的第一级处理电路，由保险、防反接二极管、稳压二极管和EMI滤波器构成。

升压储能电路一方面通过电容进行储能，在外部电源掉电时为系统提供一段时间的持续供电，另一方面作为外部电源检测，当外部电源掉电时产生掉电指示信号经过隔离后给采集存储模块，以便进行存储文件的写完成操作，避免数据丢失。

升压储能电路主要由升压模块和储能电容构成，在系统刚上电时，升压模块进入充电模式，在为DC/DC提供电源的同时为外部储能电容充电，当电容电压充至35V时，模块进入正常工作模式，维持对外供电和电容电压，直到输入电压低于掉电阈值时，模块进入掉电模式，连接储能电容对外供电，同时触发掉电指示信号，如图4所示，U4为掉电指示信号的隔离输出。电源转换模块电路如图5所示，主要是将升压模块或储能电容输出的电压转换成5V电压。

上述采集存储模块2包括处理器、FPGA模块和信号调理模块、FPGA配置模块，对外具有一路网络接口和两路PCM接口。图6所示为采集存储模块功能框图，采集存储模块是记录器的核心模块，实现网络和PCM信号的采集存储，同时实现与上位机的通讯，从而让用户对记录器进行配置、操作和状态查看。

所述的处理器分别与存储器和FPGA模块连接，FPGA模块连接分别与信号调理模块和FPGA配置模块连接，所述的处理器还与存储盘连接。

处理器与存储器组成最小系统，如图7所示，其中U1J为处理器的存储器接口部分，U3为存储器。对外接口应用了EIM总线接口、以太网接口、串口、USB、SATA、JTAG和GPIO接口，其中，与FPGA通过32位EIM通用总线连接进行通信和数据传输，以太网RGMII接口连接以太网PHY芯片，串口用来调试，USB接口用来下载程序，SATA接口连接存储盘进行数据存储，如图8所示U1F为处理器的存储盘接口，直接与存储盘插座连接。FPGA主要实现PCM数据的输入、处理和转发、IRIG-B时间解码、模块配置和控制等功能。网络接口电路主要包括以太网的PHY芯片及其变压器电路，既用来连接上位机实现记录器配置，也用来连接机载采集器或机载网络交换机的网络接口实现网络数据的采集。两路PCM接口电路采用一片接口芯片实现，将差分的PCM数据和时钟信号转变为单端信号给FPGA进行处理，如图9所示，其中U9为信号调理芯片，实现两路差分PCM信号转单端信号的调理。IRIG-B时间接口实现一路模拟(AC)和一路数字(DC)IRIG-B码的输入解调，其中AC码是差分输入，其调理电路包括过零检测电路和AD转换，首先，差分信号通过做差生成1KHz的过零信号给FPGA，同时FPGA提供采样时钟控制AD转换从而生成数字B码。USB接口电路采用OTG模式，可以在没有HOST的情况下与其它设备实现点对点通讯。串口电路包括一路RS232和一路RS422，分别采用MAX3232和MAX2490串口芯片设计。复位电路由复位按钮和复位芯片构成，通过按钮按动操作产生复位信号，低电平有效。FPGA的配置接口电路如图10所示，图中U2I为FPGA的配置接口部分，用来接收配置信息。FPGA配置模块用来存储FPGA的配置信息，如图11所示，图中U7为FPGA配置模块，上电后输出存储的配置信息给FPGA。JTAG接口采用2×5的插座，JTAG信号通过上拉或下拉连接CPU的JTAG接口。

存储盘采用SATA接口Halfslim小尺寸固态硬盘，为满足机载温度和振动环境必须为宽温级，网络或PCM数据处理后通过SATA接口以第十章的格式记录在存储盘中，每次记录一个第十章格式的文件。

上述处理器为iMX6处理器。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种机载网络及PCM数据一体化记录装置，其特征在于：包括电源模块（1）和采集存储模块（2）；

所述的电源模块（1）包括EMI滤波器、升压模块、储能电容和电源转换模块；所述的EMI滤波器与升压模块连接，升压模块与储能电容和电源转换模块分别连接；

所述的采集存储模块（2）包括处理器、FPGA模块和信号调理模块、FPGA配置模块，所述的处理器分别与存储器和FPGA模块连接，FPGA模块连接分别与信号调理模块和FPGA配置模块连接，所述的处理器还与存储盘连接。

2.根据权利要求1所述的一种机载网络及PCM数据一体化记录装置，其特征在于：所述的处理器为iMX6处理器。

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