基于PCI总线的外系统等效器的设计与实现

【摘要】测量系统在整个飞行器系统中占据着非常重要的地位，主要作用是对飞行器在试验与工作时的各个状态与参数进行实时监测，确保整个飞行器系统能够正常工作，其性能的好坏直接影响着整个飞行器系统的工作性能。因此，测量系统本身也可看作飞行器系统的一个子系统。如今，各国在军事、国防方面的竞争愈演愈烈，在此背景下，我国国防系统的生产必须保证高效率、高质量的完成。因此，在整个飞行器系统的研制生产过程中，各个分系统的研制必须同时进行，否则既影响生产质量，又延长生产周期。所以，为保证测量系统工作性能的稳定、可靠，需要有能够模拟待测系统接口的外系统等效器在测量系统的研制过程中供其自我检测。本文以“某飞行器测量系统外系统等效器”项目为依托，在充分学习所属科研团队已有的科研经验的基础上，研究和实现了既能够实现本项目基本要求，同时具有支撑同类型项目的可扩展能力的外系统等效器。本文依照模块化、通用化的设计思路，结合实际项目要求，提出了基于PCI总线的外系统等效器的总体设计方案。根据项目中的实际需求，将整个外系统等效器划分为PCI总线接口模块、数据指令转发模块、模拟量模块、数字量模块和开关量模块。其中PCI总线接口模块负责上位机与数据指令转发模块之间的数据通信，数据指令转发模块负责PCI总线接口模块和其余功能模块之间指令和数据的交互，模拟量模块能够产生48路直流量，也可以根据后续项目的具体需要产生方波、三角波等非直流模拟量，数字量模块最多可以有24路RS422串行数据输入输出通道、6路光耦输入通道、8路开关量输出通道和2路脉冲信号发生通道，开关量模块能够产生最多64路开关量信号。整个外系统等效器的工作流程是上位机软件将指令下发给功能模块，功能模块上的逻辑器件FPGA按照接收到的指令控制模块上具体的器件输出相应的信号。最后，通过自行搭建的验证系统验证与和真实的测量系统联试，证明本系统完全满足任务书的要求并且具有向后兼容的可扩展能力。
【作者】张昊；
【导师】崔永俊；
【作者基本信息】中北大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】外系统等效器；PCI总线；FPGA；模块化设计；

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