基于PXI总线的导弹测试系统研制
发布时间：2021-07-18 10:04
PXI总线是PCI总线在仪器及测试领域的扩展,它在1997年,由美国国家仪器公司（NI）提出的具有模块化特点的总线规范。基于PXI总线的测试系统以其高性价比、优异的便携性、开放的体系结构、易于维护等特点,正在被应用到更多的测试任务中。本文根据某导弹的实际测试需求,研制完成了一套基于PXI总线的测试系统。本文首先详细分析了某型号导弹的特点及测试需求,根据任务提出的各项性能指标,确定了基于PXI总线的测试系统总体设计方案。整个测试系统硬件由PXI-8109嵌入式控制器、PXI-1045机箱、数据采集模块、开关控制模块、RS-422与RS-485通讯模块组成。该测试系统可以实现与弹上设备的通讯,并对弹上基本电气参数以及特有参数的测量,并且满足测试系统的便携性以及可靠性要求。然后,又研究了基于Altera公司提供的IP核的PXI总线接口逻辑设计方法,并通过PCI Compiler IP核进行了设计验证。在研究PXI总线接口技术的同时,通过对各个功能模块详细技术指标的分析,给出了每个模块的软硬件设计方案,并对矩阵开关模块的高准确性以及继电器的快速切换,并行隔离A/D数据采集模块的电磁干扰、误差分...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?ＮＩ＿ＰＸ卜８１０９嵌入式控制器??（２）?ＰＸＩ－１０４５?机箱??
采用１６进制码传送，高位在前，低位在后；停止位１位或２位可设，有无奇偶??校验可设，６？８个数据位可设；具有数据存储空间通讯误码率不大于１ＣＴ６。ＲＳ－４２２通??讯模块原理框图如图２．７所示。??ＲＳ－４８５通讯模块：具有四路独立可同时工作的４８５接口电路；同步通讯方式，满??足ＳＤＬＣ／ＨＤＬＣ协议；通讯率在８００ｋｂｉｔ／ｓ？４Ｍｂｉｔ／ｓ之间可由软件设定；输出电路光耦??隔离；Ａ通道、Ｂ通道及Ｃ通道能够进行每２．５ｍｓ，５ｍｓ，２５ｍｓ，４００ｍｓ准确的通讯命??令发送和接收应答数据并存储，通讯数据量在］６Ｍ字节以内，通讯误码率优于１（Ｔ６。??ＲＳ－４２２通讯模块原理框图如图２．８所示：??丨?ＳＤＲＡＭ?｜「ＳＤＲＡＭ?｜?［???ｎ?￣￣二：二＋?叫?］??ｎｂｉｚ：?！??接?ＦＰＧＡ实现—－ａｃｌｋｉ－信」??＾?ｌ?＿＿?ＡＤＡＴＡ２．?１?｜｜??３?Ｉ?Ｉ?１?ｔｎ?ＡＤＡＴＡ２－?口??ｐ?路?可?＿——一Ｉ?一?？?＜???；?编?崎?一５?＜?ＡＣＬＫ２＋??．?—￣?程?Ｉ?ＬＩ?＿ｌ，；?Ａ＿ＣＬ＿Ｋ＿２，－＿Ｊ＿?］??线??！?辑?丨?Ｉ?ＤＣ－ＤＣ?｜??ＢＤＡＴＡ１＋?［￣￣［?Ｉ??接１．２Ｖ?电?丨?厂７］?ｇ?ＢＤＡＴＡ１－賃?Ｂ?Ｉ??ｐ?路?＜?１—?ｓ?＜—Ｊ?５?＜?ｂｃｌｋｉ＋?Ｉ??２＿５Ｖ?ｅ?＜?１—?ｓ?＜—?０１?＾?，?ｂｃｌｋｉ－…口??Ｉ?Ｉ?２?Ｌ?＿＿?——?—?—?—?—?—?－４＾＾－—??＾?｜［?ＤＣ－ＤＣ??１
以应对系统对通用性要求；②矩阵开关应具有高准确性、高可靠性以及快速性；??③矩阵开关的设计应该具有合理性，防止信号间的干扰。矩阵开关模块硬件电路框图??如图３．１所示：??Ａ?逻辑控制及接口电路?开关控制电路?????Ｉ?ＦＰＧＡ＾ａ??￣ＫＨＵＺＩ?通道?１—？??接?——？驱动芯片?ｉ?：??口??￣？！继电器丨?通道７—？??Ｐ?？肖？可??：ｓ?？?？?连??总??１?逻？?⑩接??线?１．２Ｖ?？辑?典??接?「——Ｔ?＝?？?？?器??２．５Ｖ?〇路??＿＾继电器丨?通道２９＿卜??——？驱动芯片?５?ｉ???????￣？＜继电器丨?通道３２—？??图３．１?１６ｘ２通道矩阵开关模块硬件电路图??３．１．３基于ＦＰＧＡ的固件设计??通过使用Ａｌｔｅｒａ的ＰＣＩ接口的ＩＰ控制器，它可以根据应用灵活配置为主设备或目??标设备。主设备可以主动访问其它ＰＣＩ总线设备，目标设备只能在ＰＣＩ主设备的控制??下工作。根据不同的总线宽度的不同，它也可以被配置为３２位或６４位的总线系统。??Ａｌｔｅｒａ的ＰＣＩ－１Ｐ编译器提供了许多选项来创建用户自定义的、高性能的ＰＣ１接口设计。??编译器还包含?ｐｃｉ＿ｍｔ６４?（Ｍａｓｔｅｒ／Ｔａｒｇｅｔ，?６４－ｂｉｔ），?ｐｃｉ＿ｍｔ３２?（Ｍａｓｔｅｒ／Ｔａｒｇｅｔ，?３２－ｂｉｔ），??ｐｃｉ＿ｔ６４?（Ｔａｒｇｅｔ，?６４－ｂｉｔ）和?ｐｃｉ＿ｔ３２?（Ｔａｒｇｅｔ，?３２－ｂｉｔ）功能，同时提供测试仿真文件?Ｖｅｒｉｌｏｇ??ＨＤＬ和ＶＨＤＬ语言
【参考文献】：
期刊论文
[1]采用虚拟仪器技术加快测控系统发展[J]. 白怀军. 科技传播. 2013(07)
[2]基于虚拟仪器的空间加速度测量模块的检测系统[J]. 宋伶才,董文博,席隆. 国外电子测量技术. 2012(10)
[3]基于IP Core的PXI Express接口DMA引擎设计[J]. 刘兆庆,杜威达,朱雨,张毅刚. 电子测量技术. 2012(07)
[4]基于PXI的自动化测试系统设计[J]. 姚远. 电子测量技术. 2012(06)
[5]PXI总线射频信号综合测试模块设计[J]. 齐永龙,邹建. 国外电子测量技术. 2012(05)
[6]一种多通道自动扫描A/D转换模块的设计[J]. 贾晓华. 计算机测量与控制. 2011(10)
[7]下一代自动测试系统的核心:合成仪器系统[J]. 黄盛霖,沈聪辉,孙伟超,蔡翔,刘润杰. 电子测量技术. 2011(05)
[8]基于多通信模式的分布式测控系统设计与应用[J]. 方琨,王渝,李靖军. 计算机测量与控制. 2010(05)
[9]便携式维修检测组合（PMA-PIP）系统的设计[J]. 苏建军,朱红,刘继伟,范丽. 计算机测量与控制. 2009(12)
[10]基于CompactRIO的便携式导弹自动测试系统设计[J]. 刘斌友,王雪梅. 弹箭与制导学报. 2009(01)
硕士论文
[1]PXI总线雷达自动测试系统研制[D]. 朱宇杰.哈尔滨工业大学 2011
[2]基于PXI总线的检测系统研制[D]. 夏彦超.哈尔滨工业大学 2010
[3]通用自动测试系统在火箭发动机地面试验中的研究与应用[D]. 谢龙.国防科学技术大学 2006
[4]基于PCI/CPCI总线的高速数据采集卡的设计与实现[D]. 王伟楠.西安电子科技大学 2004
[5]PXI总线测试系统的设计与开发[D]. 万能.西北工业大学 2001
本文编号：3289357
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?ＮＩ＿ＰＸ卜８１０９嵌入式控制器??（２）?ＰＸＩ－１０４５?机箱??
采用１６进制码传送，高位在前，低位在后；停止位１位或２位可设，有无奇偶??校验可设，６？８个数据位可设；具有数据存储空间通讯误码率不大于１ＣＴ６。ＲＳ－４２２通??讯模块原理框图如图２．７所示。??ＲＳ－４８５通讯模块：具有四路独立可同时工作的４８５接口电路；同步通讯方式，满??足ＳＤＬＣ／ＨＤＬＣ协议；通讯率在８００ｋｂｉｔ／ｓ？４Ｍｂｉｔ／ｓ之间可由软件设定；输出电路光耦??隔离；Ａ通道、Ｂ通道及Ｃ通道能够进行每２．５ｍｓ，５ｍｓ，２５ｍｓ，４００ｍｓ准确的通讯命??令发送和接收应答数据并存储，通讯数据量在］６Ｍ字节以内，通讯误码率优于１（Ｔ６。??ＲＳ－４２２通讯模块原理框图如图２．８所示：??丨?ＳＤＲＡＭ?｜「ＳＤＲＡＭ?｜?［???ｎ?￣￣二：二＋?叫?］??ｎｂｉｚ：?！??接?ＦＰＧＡ实现—－ａｃｌｋｉ－信」??＾?ｌ?＿＿?ＡＤＡＴＡ２．?１?｜｜??３?Ｉ?Ｉ?１?ｔｎ?ＡＤＡＴＡ２－?口??ｐ?路?可?＿——一Ｉ?一?？?＜???；?编?崎?一５?＜?ＡＣＬＫ２＋??．?—￣?程?Ｉ?ＬＩ?＿ｌ，；?Ａ＿ＣＬ＿Ｋ＿２，－＿Ｊ＿?］??线??！?辑?丨?Ｉ?ＤＣ－ＤＣ?｜??ＢＤＡＴＡ１＋?［￣￣［?Ｉ??接１．２Ｖ?电?丨?厂７］?ｇ?ＢＤＡＴＡ１－賃?Ｂ?Ｉ??ｐ?路?＜?１—?ｓ?＜—Ｊ?５?＜?ｂｃｌｋｉ＋?Ｉ??２＿５Ｖ?ｅ?＜?１—?ｓ?＜—?０１?＾?，?ｂｃｌｋｉ－…口??Ｉ?Ｉ?２?Ｌ?＿＿?——?—?—?—?—?—?－４＾＾－—??＾?｜［?ＤＣ－ＤＣ??１
以应对系统对通用性要求；②矩阵开关应具有高准确性、高可靠性以及快速性；??③矩阵开关的设计应该具有合理性，防止信号间的干扰。矩阵开关模块硬件电路框图??如图３．１所示：??Ａ?逻辑控制及接口电路?开关控制电路?????Ｉ?ＦＰＧＡ＾ａ??￣ＫＨＵＺＩ?通道?１—？??接?——？驱动芯片?ｉ?：??口??￣？！继电器丨?通道７—？??Ｐ?？肖？可??：ｓ?？?？?连??总??１?逻？?⑩接??线?１．２Ｖ?？辑?典??接?「——Ｔ?＝?？?？?器??２．５Ｖ?〇路??＿＾继电器丨?通道２９＿卜??——？驱动芯片?５?ｉ???????￣？＜继电器丨?通道３２—？??图３．１?１６ｘ２通道矩阵开关模块硬件电路图??３．１．３基于ＦＰＧＡ的固件设计??通过使用Ａｌｔｅｒａ的ＰＣＩ接口的ＩＰ控制器，它可以根据应用灵活配置为主设备或目??标设备。主设备可以主动访问其它ＰＣＩ总线设备，目标设备只能在ＰＣＩ主设备的控制??下工作。根据不同的总线宽度的不同，它也可以被配置为３２位或６４位的总线系统。??Ａｌｔｅｒａ的ＰＣＩ－１Ｐ编译器提供了许多选项来创建用户自定义的、高性能的ＰＣ１接口设计。??编译器还包含?ｐｃｉ＿ｍｔ６４?（Ｍａｓｔｅｒ／Ｔａｒｇｅｔ，?６４－ｂｉｔ），?ｐｃｉ＿ｍｔ３２?（Ｍａｓｔｅｒ／Ｔａｒｇｅｔ，?３２－ｂｉｔ），??ｐｃｉ＿ｔ６４?（Ｔａｒｇｅｔ，?６４－ｂｉｔ）和?ｐｃｉ＿ｔ３２?（Ｔａｒｇｅｔ，?３２－ｂｉｔ）功能，同时提供测试仿真文件?Ｖｅｒｉｌｏｇ??ＨＤＬ和ＶＨＤＬ语言
【参考文献】：
期刊论文
[1]采用虚拟仪器技术加快测控系统发展[J]. 白怀军. 科技传播. 2013(07)
[2]基于虚拟仪器的空间加速度测量模块的检测系统[J]. 宋伶才,董文博,席隆. 国外电子测量技术. 2012(10)
[3]基于IP Core的PXI Express接口DMA引擎设计[J]. 刘兆庆,杜威达,朱雨,张毅刚. 电子测量技术. 2012(07)
[4]基于PXI的自动化测试系统设计[J]. 姚远. 电子测量技术. 2012(06)
[5]PXI总线射频信号综合测试模块设计[J]. 齐永龙,邹建. 国外电子测量技术. 2012(05)
[6]一种多通道自动扫描A/D转换模块的设计[J]. 贾晓华. 计算机测量与控制. 2011(10)
[7]下一代自动测试系统的核心:合成仪器系统[J]. 黄盛霖,沈聪辉,孙伟超,蔡翔,刘润杰. 电子测量技术. 2011(05)
[8]基于多通信模式的分布式测控系统设计与应用[J]. 方琨,王渝,李靖军. 计算机测量与控制. 2010(05)
[9]便携式维修检测组合（PMA-PIP）系统的设计[J]. 苏建军,朱红,刘继伟,范丽. 计算机测量与控制. 2009(12)
[10]基于CompactRIO的便携式导弹自动测试系统设计[J]. 刘斌友,王雪梅. 弹箭与制导学报. 2009(01)
硕士论文
[1]PXI总线雷达自动测试系统研制[D]. 朱宇杰.哈尔滨工业大学 2011
[2]基于PXI总线的检测系统研制[D]. 夏彦超.哈尔滨工业大学 2010
[3]通用自动测试系统在火箭发动机地面试验中的研究与应用[D]. 谢龙.国防科学技术大学 2006
[4]基于PCI/CPCI总线的高速数据采集卡的设计与实现[D]. 王伟楠.西安电子科技大学 2004
[5]PXI总线测试系统的设计与开发[D]. 万能.西北工业大学 2001
本文编号：3289357
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