專利名稱：航空相機地址位模式通信接口的仿真測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對航空相機控制器內(nèi)部通信接口進行仿真測試的方法，具體針對地址位多處理器模式的串行通信接口。
背景技術(shù)：
航空相機在研制過程中，需要進行開發(fā)調(diào)試、軟件測試、系統(tǒng)測試等不同級別的測試。一般情況下，航空相機的各個系統(tǒng)都并行開發(fā)，為了完成各種測試實驗，仿真測試設(shè)備必不可少。航空相機整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，由相機控制器系統(tǒng)、俯角控制分系統(tǒng)、位角控制分系統(tǒng)、CCD調(diào)光控制分系統(tǒng)、檢調(diào)焦控制分系統(tǒng)、溫度控制分系統(tǒng)、圖像預(yù)處理單元、圖像存儲器等組成。航空相機控制器向分系統(tǒng)發(fā)送各種控制命令及相應(yīng)的工作參數(shù)，分系統(tǒng)向航空相機控制器返回各自的工作狀態(tài)及工程參數(shù)。航空相機內(nèi)部通信模式特殊，協(xié)議內(nèi)容復雜，并且要求航空相機控制器發(fā)送數(shù)據(jù)后，分系統(tǒng)在500μ s內(nèi)響應(yīng)。所以航空相機內(nèi)部通信協(xié)議采用地址位多處理器模式通信，減少分系統(tǒng)對數(shù)據(jù)判斷的次數(shù)，提高通信吞吐量。現(xiàn)有的仿真測試方法多數(shù)為基于WindowsXP平臺開發(fā)的非實時仿真系統(tǒng)，不滿足實時性的要求；有少數(shù)分布式嵌入式系統(tǒng)或嵌入式平臺下的仿真測試方法，能夠滿足實時性要求，但由于其基于空閑 線多處理器模式工作，不能與航空相機控制器進行通信，不能滿足對其進行仿真測試的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種針對航空相機內(nèi)部通信接口的測試方法，采用該方法能夠解決通信協(xié)議采用地址位多處理器模式的航空相機內(nèi)部接口的仿真測試，在航空相機的開發(fā)和測試階段，能夠仿真缺少的分系統(tǒng)為航空相機控制器提供內(nèi)部接口數(shù)據(jù)，并且從接收到航空相機控制器發(fā)送的命令到響應(yīng)工作狀態(tài)及工程參數(shù)的時間小于500 μ S。航空相機地址位模式通信接口的仿真測試方法，該方法由以下步驟實現(xiàn):步驟一、微型計算機接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)根據(jù)航空相機內(nèi)部通信協(xié)議，配置被仿真的航空相機的分系統(tǒng)與航空相機控制器間的數(shù)據(jù)幀內(nèi)容；并將配置的信息傳送至實時任務(wù)處理機；步驟二、微型計算機接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)置被仿真的航空相機各個分系統(tǒng)的工作狀態(tài)及工程參數(shù)數(shù)據(jù)，并通過實時任務(wù)處理機傳送至接口仿真測試裝置；步驟三、仿真飛行任務(wù)處理機根據(jù)航空相機控制器的工作模式向航空相機控制器發(fā)送命令，所述航空相機控制器對接收的命令解析處理后傳送至接口仿真測試裝置；步驟四、所述接口仿真測試裝置接收航空相機控制器發(fā)送的命令數(shù)據(jù)，根據(jù)航空相機內(nèi)部通信協(xié)議，對實時任務(wù)處理機傳送的航空相機各個分系統(tǒng)的工作狀態(tài)及工程參數(shù)數(shù)據(jù)進行仿真，并將仿真完成的各個分系統(tǒng)的工作狀態(tài)和工程參數(shù)傳送到航空相機控制器，同時，將接收到的航空相機控制器的命令數(shù)據(jù)通過實時處理機傳送至微型計算機接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，所述微型計算機接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對接收的命令數(shù)據(jù)進行解析、存儲及顯示，實現(xiàn)對航空相機控制器的內(nèi)部接口的測試。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明特別針對地址位多處理器模式的接口協(xié)議，綜合了接口協(xié)議配置、動態(tài)改變接口參數(shù)等方面的問題，采用微型計算機與嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合的設(shè)計模式，能夠提供更快的接口響應(yīng)速度，具備同時仿真接口總線上的多個分系統(tǒng)的功能。采用本發(fā)明的方法能夠提高航空相機研制過程中調(diào)試階段及測試階段的效率。


圖1是航空相機系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是航空相機控制器測試系統(tǒng)組成示意圖。圖3是航空相機控制器內(nèi)部接口仿真設(shè)備電路原理圖。
具體實施例方式具體實施方式
一:結(jié)合圖1至圖3說明本實施方式，航空相機地址位模式通信接口的仿真測試方法 ，該方法由以下步驟實現(xiàn):步驟A:啟動微型計算機接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通過其上運行的接口仿真數(shù)據(jù)管理軟件，根據(jù)航空相機內(nèi)部通信協(xié)議，配置被仿真的分系統(tǒng)與航空相機控制器之間的數(shù)據(jù)幀內(nèi)容，幀格式配置成空間線模式，包括起始位、數(shù)據(jù)位、校驗位、停止位，長度、波特率等信息。
步驟B:啟動實時處理機和接口仿真測試裝置，微計算機接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的接口仿真數(shù)據(jù)管理軟件與實時處理機的實時操作系統(tǒng)建立連接后，將配置完成的通信模塊下載到實時任務(wù)處理機，接口仿真數(shù)據(jù)管理軟件中開啟通信。與接口仿真測試裝置建立起通信。最后啟動仿真飛行任務(wù)處理機和航空相機控制器。步驟C:在微型計算機接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的接口仿真數(shù)據(jù)管理軟件中，設(shè)置不同的被仿真的分系統(tǒng)的工作狀態(tài)及工程參數(shù)數(shù)據(jù)，通過實時任務(wù)處理機注入動接口仿真測試裝置中。步驟D:仿真飛行任務(wù)處理機按照航空相機的工作模式發(fā)送各種命令，航空相機控制器解析處理后向接口仿真設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。步驟E:接口仿真測試裝置接收到航空相機控制器發(fā)送的命令數(shù)據(jù)，根據(jù)內(nèi)部通信協(xié)議，分別仿真不同分系統(tǒng)向航空相機控制器發(fā)送準備完成的工作狀態(tài)和工程參數(shù)數(shù)據(jù)。同時，將接收到的航空相機控制器的命令數(shù)據(jù)通過實時處理機上傳到微型計算機接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，由接口仿真數(shù)據(jù)管理軟件對航空相機控制器發(fā)送給分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行解析、存儲及顯示。步驟F:如果需要修改分系統(tǒng)的接口數(shù)據(jù)，重復步驟C至步驟E，否則重復步驟D和步驟E，實現(xiàn)對航空相機控制器的內(nèi)部接口的測試。結(jié)合圖1，本實施方式能夠仿真虛線框中的各個分系統(tǒng)對相機控制器進行測試，也能仿真相機控制器對虛線框中的分系統(tǒng)進行測試。圖2航空相機地址位模式通信接口的仿真測試方法的結(jié)構(gòu)圖；所述的微型計算機接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)使用便攜式筆記本，通過以太網(wǎng)線與實時任務(wù)處理機通信，其上運行接口數(shù)據(jù)管理軟件，提供接口協(xié)議配置、通信數(shù)據(jù)接收、存儲與發(fā)送功能；實時任務(wù)處理機選用便攜式工控計算機，配置空閑線模式RS422接口板卡，該接口卡輸出標準DB9標準插頭(孔)，與接口仿真測試裝置通信；仿真測試裝置與航空相機控制器之間采用地址位模式RS422總線，向航空相機控制器提供其需要的分系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并接收其發(fā)送的命令及分系統(tǒng)工作需要的工作參數(shù)；航空相機控制器與仿真飛行任務(wù)處理機之間采用空閑線模式RS422總線，仿真飛行任務(wù)處理機發(fā)送航空相機需要的命令數(shù)據(jù)，驅(qū)動航空相機控制器工作。結(jié)合圖3，本實施方式中所述的接口仿真測試裝置包括中央處理器、串口轉(zhuǎn)換器和電源轉(zhuǎn)換器，所述電源轉(zhuǎn)換器為中央處理器和串口轉(zhuǎn)換器供電，所述中央處理器具有串口通信模塊，并且可配置為地址位多處理器模式或空閑線多處理器模式，串口通信模塊輸出兩路串口信號經(jīng)串口轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為兩路差分信號，一路差分信號傳送至航空相機控制器，另一路傳送至實時任務(wù)處理機。經(jīng)航空相機控制器和實時任務(wù)處理機輸出的差分信號由串口轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電平信號輸入到該中央處理器。所述中央處理器采用TI公司的TMS320F2812，所述串口轉(zhuǎn)換器件選用Maxim公司的MAX3491，所述串口轉(zhuǎn)換器與相機控制器的接口插件選用連接端子臺，方便與相機控制器進行硬件連接，與實時任務(wù)處理機的接口選用DB9標準插頭(孔)。電源轉(zhuǎn)換器件需用AMSl 117將外部輸入的5V直流信號轉(zhuǎn)換為本發(fā)明中各個器件需要的直流信號。編程接口為JTAG接口，用來將軟件代碼下載到處理器中或者升級軟件代碼使用。 如果要求各個分系統(tǒng)的響應(yīng)時間更短，可以將中央處理器用FPGA器件進行替代，然后針對FPGA自行開發(fā)地址位多處理器模式的接口標準。下位機與上位機之間的接口可以用RS232接口代替。
權(quán)利要求
1.航空相機地址位模式通信接口的仿真測試方法，其特征是，該方法由以下步驟實現(xiàn): 步驟一、微型計算機接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)根據(jù)航空相機內(nèi)部通信協(xié)議，配置被仿真的航空相機的分系統(tǒng)與航空相機控制器間的數(shù)據(jù)幀內(nèi)容；并將配置的信息傳送至實時任務(wù)處理機； 步驟二、微型計算機接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)置被仿真的航空相機各個分系統(tǒng)的工作狀態(tài)及工程參數(shù)數(shù)據(jù)，并通過實時任務(wù)處理機傳送至接口仿真測試裝置； 步驟三、仿真飛行任務(wù)處理機根據(jù)航空相機控制器的工作模式向航空相機控制器發(fā)送命令，所述航空相機控制器對接收的命令解析處理后傳送至接口仿真測試裝置； 步驟四、所述接口仿真測試裝置接收航空相機控制器發(fā)送的命令數(shù)據(jù)，根據(jù)航空相機內(nèi)部通信協(xié)議，對實時任務(wù)處理機傳送的航空相機各個分系統(tǒng)的工作狀態(tài)及工程參數(shù)數(shù)據(jù)進行仿真，并將仿真完成的各個分系統(tǒng)的工作狀態(tài)和工程參數(shù)傳送到航空相機控制器，同時，將接收到的航空相機控制器的命令數(shù)據(jù)通過實時處理機傳送至微型計算機接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，所述微型計算機接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對接收的命令數(shù)據(jù)進行解析、存儲及顯示，實現(xiàn)對航空相機控制器的內(nèi)部接口的測試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空相機地址位模式通信接口的仿真測試方法，其特征在于，步驟一所述的配置被仿真的航空相機的分系統(tǒng)與航空相機控制器間的數(shù)據(jù)幀內(nèi)容；具體為將幀格式配置為空閑線模式，包括起始位、數(shù)據(jù)位、校驗位和停止位，長度以及波特率信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空相機地址位模式通信接口的仿真測試方法，其特征在于，所述的航空相機分系統(tǒng)包括俯角控制分系統(tǒng)、位角控制分系統(tǒng)、CCD調(diào)光控制分系統(tǒng)、檢調(diào)焦控制分系統(tǒng)、溫度控制分系統(tǒng)、圖像預(yù)處理單元和圖像存儲器。·
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空相機地址位模式通信接口的仿真測試方法，其特征在于，還包括步驟五，當需要修改航空相機的分系統(tǒng)間的接口數(shù)據(jù)時，重復步驟二至步驟四，否則，重復步驟三和步驟四，實現(xiàn)對航空相機的內(nèi)部接口的測試。
全文摘要
航空相機地址位模式通信接口的仿真測試方法，涉及航空相機控制器內(nèi)部通信接口進行仿真測試的方法，解決現(xiàn)有仿真系統(tǒng)不滿足實時性的要求；有少數(shù)分布式嵌入式系統(tǒng)或嵌入式平臺下的仿真測試方法，能夠滿足實時性要求，但由于其基于空閑線多處理器模式工作，不能與航空相機控制器進行通信，不能滿足對其進行仿真測試的要求。本發(fā)明針對地址位多處理器模式的接口協(xié)議，綜合了接口協(xié)議配置、動態(tài)改變接口參數(shù)等方面的問題，采用微型計算機與嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合的設(shè)計模式，能夠提供更快的接口響應(yīng)速度，具備同時仿真接口總線上的多個分系統(tǒng)的功能。采用本發(fā)明的方法能夠提高航空相機研制過程中調(diào)試階段及測試階段的效率。
文檔編號G06F11/36GK103246607SQ20131018459
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月17日
發(fā)明者王俊杰, 張波, 陳媛, 王安邦, 宋元章 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所