一種網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微電子集成技術(shù)、嵌入式計算機(jī)、機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，IMA系統(tǒng)技術(shù)得到空前發(fā)展和應(yīng)用，并向著結(jié)構(gòu)更加開放、功能更加綜合、平臺更加通用的分布式IMA體系架構(gòu)方向發(fā)展。針對不同應(yīng)用需求的資源、接口、服務(wù)及工具進(jìn)行有效整合，將核心處理與接口處理相分離，形成獨立的通用功能處理、接口處理資源及數(shù)據(jù)交換，并通過統(tǒng)一航電網(wǎng)絡(luò)連接起來，形成一種可面向所有應(yīng)用的、更加通用的綜合處理和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺。網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口就是適應(yīng)這發(fā)展趨勢而產(chǎn)生的，它成為一種專用現(xiàn)場可更換單元，作為IMA系統(tǒng)的一個組成部分，提供可擴(kuò)展的遠(yuǎn)程接口和處理能力。它是一種低成本、現(xiàn)場可更換的MA子模塊，可以被分配到遠(yuǎn)離飛機(jī)主處理資源的飛機(jī)子系統(tǒng)設(shè)備的附近。他們的主要作用就是通過高速網(wǎng)絡(luò)，為飛機(jī)的核心處理單元和一系列子系統(tǒng)傳感器、作動器之間提供數(shù)據(jù)接口。網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口可以使應(yīng)用從系統(tǒng)層面統(tǒng)一規(guī)劃接口，形成分布式遠(yuǎn)程電子單元，由統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)連接起來，支持網(wǎng)絡(luò)化接口處理，形成通用接口資源，使MA系統(tǒng)具有可變規(guī)模、可移植和可適應(yīng)能力，增強(qiáng)系統(tǒng)強(qiáng)容錯和重配置能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術(shù)】中所存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接□，
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口包括接口防護(hù)處理單元、接口信號預(yù)處理單元、數(shù)據(jù)處理單元、高速網(wǎng)絡(luò)接口單元和供電轉(zhuǎn)換電源;所述接口防護(hù)處理單元與接口信號預(yù)處理單元連接;所述數(shù)據(jù)處理單元與高速網(wǎng)絡(luò)接口單元連接，并均與接口信號預(yù)處理單元連接；
[0005]所述接口防護(hù)處理單元采用電磁濾波、信號地地屏蔽、磁隔離電路、總線磁隔離收發(fā)器;設(shè)置抗閃電HIRF的TVS管，采用信號屏蔽措施；
[0006]接口信號預(yù)處理單元包括信號放大處理;模擬量信號處理;離散量信號處理;信號抗噪聲處理；
[0007]數(shù)據(jù)處理單元包括低功耗處理器、FLASH存儲器、RAM存儲器、NVRAM存儲器、復(fù)位電路、時鐘電路、內(nèi)部電路點控制、看門狗電路；
[0008]高速網(wǎng)絡(luò)接口單元包括主機(jī)數(shù)據(jù)交換接口、FC網(wǎng)絡(luò)、Arox網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)容錯；
[0009 ]供電轉(zhuǎn)換單元包括直流28 V輸入電源轉(zhuǎn)換為內(nèi)部使用的+5 V電源、+15 V電源、-15 V電源;滿足GJB 181A要求，對輸入電壓進(jìn)行隔離變換，能夠瞬時掉電保護(hù)。
[0010]上述系統(tǒng)還包括BIT設(shè)計，設(shè)置激勵測試和回繞測試電路，支持接口高覆蓋率BIT測試需求。
[0011]上述系統(tǒng)還包括故障隔離和恢復(fù)設(shè)計，設(shè)置系統(tǒng)故障邏輯電路，實現(xiàn)故障系統(tǒng)的可靠切除，以及故障恢復(fù)后的重新工作；
[0012]健康狀況監(jiān)測設(shè)計，通過測試點設(shè)置，對電路關(guān)鍵點進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測；
[0013]接口自我配置設(shè)計:設(shè)置機(jī)位識別器，通過在電路設(shè)置5位編碼;使不同位置不同功能的接口自主識別不同的驅(qū)動表來實現(xiàn)不同的接口功能。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0015]1、可以使應(yīng)用從系統(tǒng)層面統(tǒng)一規(guī)劃接口，形成分布式遠(yuǎn)程電子單元，由統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)連接起來，支持網(wǎng)絡(luò)化接口處理，形成通用接口資源。
[0016]2、支持核心通用處理與系統(tǒng)特定專用接口分析，使頂A系統(tǒng)具有可變規(guī)模、可移植和可適應(yīng)能力。
[0017]3、具有現(xiàn)場可更更換能力，增強(qiáng)系統(tǒng)強(qiáng)容錯和重配置能力。
[0018]4、具有就近分布安裝的能力，增加系統(tǒng)安裝靈活性，增加接口信號抗干擾性。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口示意圖；
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口由接口防護(hù)處理單元、接口信號預(yù)處理單元、數(shù)據(jù)處理單元、高速網(wǎng)絡(luò)接口單元和供電轉(zhuǎn)換電源組成，處理接口類型包括電壓模擬量、電流模擬量、離散量、低速總線接口信號。外部接口信號通過接口防護(hù)處理、信號預(yù)處理、對大量飛機(jī)傳感器的輸入信號以規(guī)定的更新率轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，提供所需的傳感器激勵和地面校準(zhǔn)。并應(yīng)用數(shù)字濾波和其他預(yù)處理方法，將信號轉(zhuǎn)換為應(yīng)用程序所需的值。通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接收系統(tǒng)的命令，來以規(guī)定的更新率控制輸出。在特定的情況下，設(shè)置輸出為備選缺省狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口可分布在飛機(jī)的前機(jī)身、中后機(jī)身和后機(jī)身的不同區(qū)域，飛機(jī)可根據(jù)其所在的位置可配置成不同的余度，以滿足接口系統(tǒng)的管理需求，他通過應(yīng)用系統(tǒng)功能配置完成系統(tǒng)接口狀態(tài)信息采集，完成系統(tǒng)接口控制輸出，將采集到的系統(tǒng)狀態(tài)信息通過高速網(wǎng)絡(luò)送往飛機(jī)核心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的融合處理。
[0021 ]網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口設(shè)計方法實施方式如下:
[0022]a.網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口總體設(shè)計方法:由接口防護(hù)處理單元、接口信號預(yù)處理單元、數(shù)據(jù)處理單元、高速網(wǎng)絡(luò)接口單元和供電轉(zhuǎn)換電源組成，處理接口類型包括電壓模擬量、電流模擬量、離散量、低速總線接口信號等。除了各組成單元設(shè)計方法(下面描述)外，還包括的獨特設(shè)計有①BIT設(shè)計，設(shè)置激勵測試和回繞測試電路，支持接口高覆蓋率BIT測試需求;②故障隔離和恢復(fù)設(shè)計，設(shè)置系統(tǒng)故障邏輯電路，實現(xiàn)故障系統(tǒng)的可靠切除，以及故障恢復(fù)后的重新工作;系統(tǒng)故障邏輯電路是現(xiàn)有的電路形式;③健康狀況監(jiān)測設(shè)計，通過測試點設(shè)置，對電路關(guān)鍵點進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測;測試點的設(shè)置是現(xiàn)在成熟的技術(shù);④接口自我配置設(shè)計:設(shè)置機(jī)位識別器，使得不同位置不同功能的接口自主識別不同的驅(qū)動表來實現(xiàn)不同的接口功能。激勵測試和回繞測試電路用于測試正常功能電路，是屬于輔助電路，但對維護(hù)維修有極大好處。
[0023]b.接口防護(hù)處理單元設(shè)計方法:包括①電磁防護(hù)設(shè)計，采用電磁濾波、信號地地屏蔽、磁隔離電路、總線磁隔離收發(fā)器;②HIRF防護(hù)設(shè)計，設(shè)置抗閃電HIRF的TVS管;③抗噪聲防護(hù)設(shè)計:采用信號屏蔽措施，減少外界的干擾，信號良好接地。
[0024]c.接口信號預(yù)處理單元設(shè)計方法:包括①信號放大處理，積分放大、電流頻率轉(zhuǎn)換放大電流電壓轉(zhuǎn)換放大;②模擬量信號處理，模擬量選擇、模數(shù)轉(zhuǎn)換及輸入輸出接口數(shù)據(jù)鎖存;③離散量信號處理，設(shè)置一階濾波、離散化和防反向功能、離散量輸入接口配置、離散量輸出數(shù)據(jù)鎖存;④信號抗噪聲處理，前級采用低噪聲放大器，并提高放大倍數(shù)，提高信號噪聲比。
[0025]d.數(shù)據(jù)處理單元設(shè)計方法:包括低功耗處理器、FLASH存儲器、RAM存儲器、NVRAM存儲器、復(fù)位電路、時鐘電路、內(nèi)部電路點控制、看門狗電路等設(shè)計。
[0026]e.高速網(wǎng)絡(luò)接口單元設(shè)計方法:包括①主機(jī)數(shù)據(jù)交換接口設(shè)計;②FC網(wǎng)絡(luò)、AFDX網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議設(shè)計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采樣和數(shù)據(jù)隊列兩種功能。③網(wǎng)絡(luò)容錯設(shè)計，自行獲取網(wǎng)絡(luò)ID，網(wǎng)絡(luò)余度容錯設(shè)計，快速故障隔離并重新組網(wǎng)設(shè)計；
[0027]f.供電轉(zhuǎn)換單元設(shè)計方法:包括①將直流28V輸入電源轉(zhuǎn)換為內(nèi)部使用的+5V電源、+15V電源、-15V電源。②滿足GJB 181A要求，對輸入電壓進(jìn)行隔離變換，能夠瞬時掉電保護(hù)設(shè)計；
[0028]g.控制軟件設(shè)計方法:包括①系統(tǒng)初始化程序、BIT測試程序、外設(shè)驅(qū)動程序、故障處理程序、數(shù)據(jù)加載程序、監(jiān)控軟件、看門狗軟件;②數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信、中斷、定時器和故障容錯等。
【主權(quán)項】
1.一種網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口包括接口防護(hù)處理單元、接口信號預(yù)處理單元、數(shù)據(jù)處理單元、高速網(wǎng)絡(luò)接口單元和供電轉(zhuǎn)換電源;所述接口防護(hù)處理單元與接口信號預(yù)處理單元連接;所述數(shù)據(jù)處理單元與高速網(wǎng)絡(luò)接口單元連接，并均與接口信號預(yù)處理單元連接； 所述接口防護(hù)處理單元采用電磁濾波、信號地地屏蔽、磁隔離電路、總線磁隔離收發(fā)器;設(shè)置抗閃電HIRF的TVS管，采用信號屏蔽措施； 接口信號預(yù)處理單元包括信號放大處理;模擬量信號處理;離散量信號處理;信號抗噪聲處理； 數(shù)據(jù)處理單元包括低功耗處理器、FLASH存儲器、RAM存儲器、NVRAM存儲器、復(fù)位電路、時鐘電路、內(nèi)部電路點控制、看門狗電路； 高速網(wǎng)絡(luò)接口單元包括主機(jī)數(shù)據(jù)交換接口、FC網(wǎng)絡(luò)、AFDX網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)容錯； 供電轉(zhuǎn)換單元包括直流28V輸入電源轉(zhuǎn)換為內(nèi)部使用的+5V電源、+ 15V電源、-15V電源；滿足GJB 181A要求，對輸入電壓進(jìn)行隔離變換，能夠瞬時掉電保護(hù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口，其特征在于:所述系統(tǒng)還包括BIT設(shè)計，設(shè)置激勵測試和回繞測試電路，支持接口高覆蓋率BIT測試需求。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口，其特征在于:所述系統(tǒng)還包括故障隔離和恢復(fù)設(shè)計，設(shè)置系統(tǒng)故障邏輯電路，實現(xiàn)故障系統(tǒng)的可靠切除，以及故障恢復(fù)后的重新工作； 健康狀況監(jiān)測設(shè)計，通過測試點設(shè)置，對電路關(guān)鍵點進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測； 接口自我配置設(shè)計:設(shè)置機(jī)位識別器，通過在電路設(shè)置5位編碼;使不同位置不同功能的接口自主識別不同的驅(qū)動表來實現(xiàn)不同的接口功能。
【專利摘要】本發(fā)明是一種網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程智能接口，包括接口防護(hù)處理單元、接口信號預(yù)處理單元、數(shù)據(jù)處理單元、高速網(wǎng)絡(luò)接口單元和供電轉(zhuǎn)換電源；接口防護(hù)處理單元與接口信號預(yù)處理單元連接；數(shù)據(jù)處理單元與高速網(wǎng)絡(luò)接口單元連接，并均與接口信號預(yù)處理單元連接；接口防護(hù)處理單元采用電磁濾波、信號地地屏蔽、磁隔離電路、總線磁隔離收發(fā)器；設(shè)置抗閃電HIRF的TVS管，采用信號屏蔽措施；接口信號預(yù)處理單元包括信號放大處理；模擬量信號處理；離散量信號處理；信號抗噪聲處理；本發(fā)明可以使應(yīng)用從系統(tǒng)層面統(tǒng)一規(guī)劃接口，形成分布式遠(yuǎn)程電子單元，由統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)連接起來，支持網(wǎng)絡(luò)化接口處理，形成通用接口資源。
【IPC分類】H04L12/02
【公開號】CN105490819
【申請?zhí)枴緾N201510908974
【發(fā)明人】李成文, 解文濤, 何立軍, 袁跡, 范超, 楊濤
【申請人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計算技術(shù)研究所
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月9日