基于DM355的嵌入式数据记录仪

发布时间：2020-11-13 21:45

　　 在导弹发射试验过程中,需要有效地收集各类数据信息,并根据回收的试验数据对导弹的功能进行修改和完善。为了实现对导弹的飞行状态及外部场景进行实时地记录,本文设计了一个弹载嵌入式数据记录仪。该设备不仅能够接收弹载相机发送的视频数据,存储试验场地的环境信息,还可以记录弹载计算机发送的导弹飞行状态信息,在试验完成后对相关数据进行回收,便于对试验结果进行分析。本文通过对数据记录系统的运行环境、性能指标以及编码方式等因素进行综合地分析,确立了嵌入式数据记录仪的具体实现方案。该方案以具有视频压缩协处理器的ARM芯片TMS320DM355芯片为基础,扩展了CAN总线、视频编码及串行外存等接口。在完成对嵌入式数据记录仪硬件平台的调试工作后,进一步实现嵌入式Linux操作系统的移植,并进行各个外部设备驱动程序的开发以及功能软件的设计。嵌入式数据记录仪的功能软件基于制定的CAN总线通信协议,能够接收并解析弹载计算机发送的控制命令及飞行状态数据消息,采用硬核编码完成视频的实时压缩,经由外置的SD卡完成关键数据的实时存储。平台将捕获的视频信息压缩为MJPEG数据以避免MPEG-4文件因断电等情况造成的视频信息的丢失。在对嵌入式数据记录仪软件平台进行设计时,采用了乒乓缓存以及多线程处理的方式,有效地提高了视频压缩的效率。嵌入式数据记录仪的记录功能实现后,需进一步对软件平台进行优化与调试。为了实现导弹发射实验的操作要求,本文将设备的驱动程序和功能软件随开机自动运行,在上电时完成对软件接口的初始化工作。在文章的最后设计了一个运行在PC机的调试软件,便于软件平台的调试工作,降低设备调试过程的复杂度。该软件能够通过CAN总线模拟弹载计算机向嵌入式数据记录仪发送命令,完成对设备的控制操作。经过外场试验结果表明:嵌入式数据记录仪能够通过CAN总线记录弹载计算机发送来的载荷数据以及外部场景的视频信息,视频采集压缩速率达到25帧/秒(720*576),实现断电不丢失的任务要求。由于外场试验数据的保密性,本文在第4章给出了在实验室模拟测试场景的结果。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TJ760.6
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题相关知识研究背景
    1.2 研究内容
    1.3 论文组织结构
第2章 嵌入式数据记录仪概述
    2.1 嵌入式数据记录仪的总体方案
    2.2 嵌入式数据记录仪的功能分析
    2.3 嵌入式数据记录仪的技术指标
    2.4 本章小结
第3章 嵌入式数据记录仪的硬件方案
    3.1 硬件平台的构成
    3.2 嵌入式数据记录仪的电路设计
        3.2.1 电源模块
        3.2.2 视频输入模块
        3.2.3 处理模块
        3.2.4 通信模块
        3.2.5 存储模块
    3.3 嵌入式数据记录仪硬件平台调试
        3.3.1 电源及复位电路
        3.3.2 JTAG接口的调试
        3.3.3 DDR2的调试
        3.3.4 Flash的调试
    3.4 本章小结
第4章 嵌入式数据记录仪的软件方案
    4.1 软件开发环境的搭建
    4.2 嵌入式操作系统的移植
        4.2.1 U-boot的移植
        4.2.2 内核的移植
        4.2.3 根文件系统的固化
    4.3 嵌入式软件平台的具体实现
        4.3.1 驱动程序的开发
        4.3.2 应用程序的实现
        4.3.3 软件平台的启动管理
    4.4 PC机控制软件的设计
        4.4.1 软件的功能分析
        4.4.2 软件的具体实现
    4.5 实验结果及技术分析
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢


本文编号：2882688