速變參數預處理裝置
2022年電子技術應用第9期
任勇峰1，2，王麗蓉1，王淑琴1，劉東海1
1.中北大學 電子測試技術國家重點實驗室，山西 太原030051； 2.中北大學 儀器科學與動態測試教育部重點實驗室，山西 太原030051
摘要： 針對遙測系統上測量參數多、耗時長以及傳輸質量要求高的問題，將采集數據由時域轉換到頻域，大大壓縮了數據傳輸量，節省了傳輸時間，提高了飛行器的數據傳輸效率。基于系統電路，分析了CAN_FD總線接口、DSP和FPGA通信接口及供電接口的設計。速變參數預處理裝置可處理振動、沖擊和噪聲信號，三者基于同一硬件平臺而運用不同算法，當采集數據量達到要求時，FPGA產生中斷并由DSP進行處理，DSP處理后的結果發送給FPGA，再轉發至接收設備。實驗中通過模擬測試環境完成系統驗證，實踐證明，速變參數預處理裝置的誤差在5%以下，且無丟幀現象，具有較強的實用價值。
中圖分類號： TP274
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212454
中文引用格式： 任勇峰，王麗蓉，王淑琴，等. 速變參數預處理裝置[J].電子技術應用，2022，48(9)：75-80.
英文引用格式： Ren Yongfeng，Wang Lirong，Wang Shuqin，et al. Rapidly changing parameter pretreatment device[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：75-80.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212454
中文引用格式： 任勇峰，王麗蓉，王淑琴，等. 速變參數預處理裝置[J].電子技術應用，2022，48(9)：75-80.
英文引用格式： Ren Yongfeng，Wang Lirong，Wang Shuqin，et al. Rapidly changing parameter pretreatment device[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：75-80.
Rapidly changing parameter pretreatment device
Ren Yongfeng1，2，Wang Lirong1，Wang Shuqin1，Liu Donghai1
1.State Key Laboratory of Electronic Testing Technology，North University of China，Taiyuan 030051，China； 2.The Key Laboratory of Instrument Science and Dynamic Testing of the Ministry of Education， North University of China，Taiyuan 030051，China
Abstract： In view of the problems of multiple measurement parameters, time-consuming and high transmission quality requirements on the telemetry system, the collected data is converted from the time domain to the frequency domain, which greatly reduces the amount of data transmission, saves transmission time, and improves the data transmission efficiency of the aircraft. Based on the system circuit, the design of CAN_FD bus interface, DSP and FPGA communication interface and power supply interface are analyzed. The fast-changing parameter preprocessing device can process vibration, shock, and noise signals. The three are based on the same hardware platform and use different algorithms. When the amount of collected data reaches the requirement, the FPGA generates an interrupt and is processed by the DSP, and the result after the DSP processing is sent to FPGA, and then forward to the receiving device. In the experiment, the system verification was completed through a simulated test environment. Practice has proved that the error of the fast-changing parameter preprocessing device is less than 5%, and there is no frame loss, which has strong practical value.
Key words : preprocessing of rapidly changing parameters；frequency domain signal；CAN_FD interface；DSP；FPGA
0 引言
在我國的航空領域，遙測數據處理系統更多的是對信號的事后處理，沒有達到對環境因素的實時分析效果，且多數對遙測數據的實時頻域分析僅為固定時間段內或固定指令下的分析值，缺乏連續性和可靠性[1]。速變參數預處理裝置采用在線數據預處理技術，對采集數據進行預判篩選，并預處理優先數據，將數據從時域轉換到頻域，大大壓縮了數據傳輸量，并實時傳輸頻域結果，增加了數據的連續性和可靠性[2]。
目前國內遙測平臺采用統一硬件加載不同軟件構成重組綜合基帶，根據功能需求加載相應軟件工程，速變參數預處理裝置也沿用該技術手段。中北大學的褚建平等基于DSP+FPGA設計了遙測數據實時譜分析卡，實現了對高頻振動信號、沖擊信號的實時處理，但是該設計沒有集成前端的采集模塊，僅完成數據處理環節[3-4]；蔡亦清等人針對四軸飛行器的功能要求，提出了基于DSP+FPGA的雙核控制器，但硬件接口設計復雜，不利于實現設備小型化[5]。
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作者信息：
任勇峰1，2，王麗蓉1，王淑琴1，劉東海1
(1.中北大學 電子測試技術國家重點實驗室，山西 太原030051；
2.中北大學 儀器科學與動態測試教育部重點實驗室，山西 太原030051)
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