基于vpx架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于飛機、導(dǎo)彈等航空器的飛行控制的基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]綜合電子技術(shù)是集成數(shù)據(jù)鏈、飛行控制、衛(wèi)星導(dǎo)航、遙感、通信、電子對抗以及敵我識別等功能于一體的綜合性技術(shù)。綜合電子技術(shù)以通信技術(shù)和電子技術(shù)為基礎(chǔ)，采用系統(tǒng)工程的方法，在平臺物理結(jié)構(gòu)空間中將探測、通信、導(dǎo)航、識別、電子戰(zhàn)、任務(wù)管理、飛行和火力控制等功能及相應(yīng)的電子設(shè)備，通過總線和軟件等技術(shù)組合成一個有機的整體，即綜合電子系統(tǒng)，以實現(xiàn)系統(tǒng)資源的高度共享，整體效能的提高，同時期望實現(xiàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)性能、可用性和生命周期的最大化。
[0003]在上述綜合電子系統(tǒng)中，在需要不同控制功能的板卡互聯(lián)的場合，由于不兼容等原因，會出現(xiàn)系統(tǒng)總線資源缺少，通訊速率降低，互聯(lián)過于復(fù)雜等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，為克服上述至少一個缺點，并提供下述至少一種優(yōu)點，本發(fā)明公開了一種基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)，包括分別通過總線設(shè)置在VPX背板上的:
[0006]接口單元，用于將接收到的控制指令發(fā)送至主控單元，將接收到的慣導(dǎo)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送至綜合數(shù)據(jù)單元；
[0007]所述綜合數(shù)據(jù)單元，用于對接收到的格式轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進行分類存儲，并將所述數(shù)據(jù)發(fā)送至所述綜合電子系統(tǒng)的其它單元；
[0008]所述主控單元，用于根據(jù)所接收到的控制指令對所述綜合電子系統(tǒng)的對應(yīng)的單元進行控制；
[0009]飛行控制單元，用于基于所述慣導(dǎo)數(shù)據(jù)及所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)，對航空器的飛行進行控制；以及
[0010]電源單元，用于為所述綜合電子系統(tǒng)提供電力。
[0011]在如上所述的基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)中，所述接口單元包括:
[0012]控制接口，用于接收來自機載設(shè)備、地面控制站或中繼衛(wèi)星的控制指令，并將所述控制指令發(fā)送至所述主控單元；以及
[0013]數(shù)據(jù)接口，用于接收來自機載設(shè)備、地面控制站或中繼衛(wèi)星的衛(wèi)星數(shù)據(jù)及慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，對接收到的數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的所述數(shù)據(jù)發(fā)送至所述綜合數(shù)據(jù)單元，
[0014]其中，所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)包括所述航空器的速度信息、位置信息以及圖像信息中的一種或多種，所述慣導(dǎo)數(shù)據(jù)包括所述航空器的俯仰角、滾轉(zhuǎn)角、航向角、三軸角速度、高度、速度及加速度中的一種或多種。
[0015]在如上所述的基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)接口包括RS-422、RS-485、以太網(wǎng)接口、數(shù)字格式圖像接口、ARINC429、MIL-STD-1553B、AMBA中的一種或多種，以及模擬圖像接口、音頻接口中的一種或多種。
[0016]在如上所述的基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)中，所述飛行控制單元包括:
[0017]衛(wèi)星導(dǎo)航單元，用于基于所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)中的所述速度信息和所述位置信息，計算用于控制所述航空器的飛行的第一導(dǎo)航參數(shù)；
[0018]慣導(dǎo)單元，用于基于所述慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，計算用于控制所述航空器的飛行的第二導(dǎo)航參數(shù)；以及
[0019]組合單元，用于基于所述第一導(dǎo)航參數(shù)和第二導(dǎo)航參數(shù)，得出用于控制所述航空器的飛行的最終導(dǎo)航參數(shù)。
[0020]在如上所述的基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)中，所述飛行控制單元還用于基于所述最終導(dǎo)航參數(shù)，控制所述航空器的飛行姿態(tài)、航向、高度以及航線。
[0021]在如上所述的基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)中，還包括:遙控遙感單元，用于將遙感衛(wèi)星得到的遙感數(shù)據(jù)發(fā)送至所述地面控制站，并將來自所述地面控制站的遙控指令發(fā)送至所述主控單元。
[0022]在如上所述的基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)中，所述遙控遙感單元包括:
[0023]遙感模塊，用于將遙感到的遙感數(shù)據(jù)進行編碼調(diào)制處理，并將處理后的遙感數(shù)據(jù)通過所述中繼衛(wèi)星發(fā)送至地面控制站；以及
[0024]遙控模塊，用于接收地面控制站基于所述遙感數(shù)據(jù)所生成的遙控指令，并將所述遙控指令通過所述中繼衛(wèi)星發(fā)送至所述主控單元。
[0025]在如上所述的基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)中，所述主控單元還用于監(jiān)測所述綜合電子系統(tǒng)的各個單元的溫度和電壓信息，并將監(jiān)測到的信息發(fā)送給機載設(shè)備或地面控制站。
[0026]通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的所達到的有益效果為:由于本發(fā)明提供的綜合電子系統(tǒng)采用VPX系統(tǒng)架構(gòu)，因而具有較高的系統(tǒng)帶寬，模塊之間可采用多種總線進行互聯(lián)，串行總線速率高；而且，接口單元的對外接口種類較多，且兼容軍用航空總線和民用航空總線，具備較高的自動化程度。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本發(fā)明一個實施例提供的基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明另一個實施例提供的基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明一個實施例提供的遙控遙感單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0031]為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達到的技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案作進一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0032]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0033]VPX是一種基于VME(Versa Module Eurocard)改進的系統(tǒng)架構(gòu)，其總帶寬可以達到lOOGB/s。VPX總線在保留VME總線某些特性的同時，還引入了高速串行總線來替代并行總線。VPX模塊之間的互聯(lián)可以通過Serial Rapid1、PCI Express Fibre Channel、InfiniBand、Hypertransport、10GB以太網(wǎng)等高速串行總線來實現(xiàn)，如Rapid1其運行速度可達3.125Gb/s。采用串行互聯(lián)架構(gòu)，在顯著增加帶寬的同時，其總帶寬可以達到lOOGB/s，并且可以應(yīng)用于震動、高溫及潮濕等苛刻的環(huán)境下。本發(fā)明人在改進綜合電子系統(tǒng)的過程中，創(chuàng)新地將VPX架構(gòu)應(yīng)用到綜合電子系統(tǒng)中來，提出了一種基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)。
[0034]實施例1
[0035]如圖1所示，為本發(fā)明一個實施例提供的基于VPX架構(gòu)的綜合電子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；該綜合電子系統(tǒng)100包括:接口單元11、綜合數(shù)據(jù)單元12、主控單元13、飛行控制單元以及電源單元16，上述單元均通過數(shù)據(jù)總線或控制總線與VPX背板17連接。
[0036]其中，接口單元11用于將接收到的控制指令發(fā)送至主控單元13，還用于將接收到的慣導(dǎo)數(shù)據(jù)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合綜合電子系統(tǒng)100內(nèi)部協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，例如模擬信號的數(shù)字化，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過VPX背板17發(fā)送給綜合數(shù)據(jù)單元12。
[0037]具體而言，接口單元11包括控制接口 111和數(shù)據(jù)接口 112，其中控制接口 111用于接收來自機載設(shè)備或地面控制站或中繼衛(wèi)星等的控制指令(例如，飛機的航向角控制指令)，并將其傳輸給主控單元14。本實施例中，控制接口 111主要為數(shù)字類接口。數(shù)據(jù)接口 112用于接收慣導(dǎo)數(shù)據(jù)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)，對接收到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送至綜合數(shù)據(jù)單元12。本實施例中，數(shù)據(jù)接口 112包括數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接口和模擬數(shù)據(jù)接口兩類，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接口主要包括RS-422、RS-485、以太網(wǎng)、數(shù)字格式圖像接口及ARINC429、MIL-STD-1553B、AMBA等總線接口 ；模擬數(shù)據(jù)接口主要包括模擬圖像接口、音頻接口等。其中ARINC429總線接口為民用航空總線接口，MIL-STD-1553B和AMBA總線接口為軍用航空總線接口。上述衛(wèi)星數(shù)據(jù)包括航空器的速度信息、位置信息以及圖像信息中的一種或多種，上述慣導(dǎo)數(shù)據(jù)包括航空器的俯仰角、滾轉(zhuǎn)角、航向角、三軸角速度、高度、速度及加速度中的一種或多種。
[0038]進一步地，接口單元11還用于實現(xiàn)電源接口的EMI (Electric MagneticInterference,電磁干擾)濾波等功能，并將濾波后的電力通過VPX背板18輸出至電源單元17。
[0039]綜合數(shù)據(jù)單元12用于將從接口單元11接收的數(shù)