一种用于运载火箭的光纤惯组1553B通讯接口电路制造技术

一种用于运载火箭的光纤惯组1553B通讯接口电路，其特点是采用1553B的总线接口协议进行通讯。该接口电路采用实时嵌入式FPGA和标准VHDL语言、原理图进行混合编程，实现光纤惯组内部电路进行通讯、信息采集、信息处理，并通过1553B总线发送数据信息给运载火箭的箭载计算机。本发明专利技术克服原有RS422总线接口传输速率慢，总线网络不够灵活的不足，采用了航空1553B总线协议接口与箭载计算机相联接，并采用两端口互为备份，提高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于运载火箭的光纤惯组1553B通讯接口电路
本专利技术涉及一种通讯接口电路。
技术介绍
在航天应用领域中普遍使用RS422总线方式将传感仪器等数据传输给火箭的中央计算机进行信息通讯。RS422总线一共采用5根线，2根接收，2根发送，传输线上的节点较少，最多允许在传输线上连接10个节点，即一个主设备和多个从设备，从设备间不能相互通讯。RS422一般采用双绞线，最大传输距离为1200米，传输速率与距离成反比，最大距离时速率仅为100kbps，与1553B总线相比传输速率较低，分布式处理能力不强，在复杂电磁环境下的抗干扰能力不如1553B总线。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于运载火箭的光纤惯组1553B通讯接口电路，为了保障光纤惯组与运载火箭之间进行可靠通讯，克服原有RS422总线接口传输速率慢，总线网络不够灵活的不足，采用了航空1553B总线协议接口与箭载计算机相联接，并采用两端口互为备份，提高可靠性。本专利技术的技术解决方案是：一种用于运载火箭的光纤惯组1553B通讯接口电路，包括：1553B协议芯片、1553B变压器、FPGA、RS422转换芯片、A/D转换器、电源芯片、1553B总线；FPGA接收经RS422转换芯片转换后的温度信息，接收经RS422转换芯片转换后的外部光纤陀螺发送的角速度信息，接收外部I/F电路板发送的TTL脉冲，通过A/D转换器采集电源芯片的电压信息；FPGA对接收的温度信息、角速度信息、TTL脉冲、电压信息进行数据包校验，同时判断接收的全部数据是否处于正常工作范围；如果FPGA接收到的全部数据包无缺失且全部数据处于正常工作范围，则FPGA对接收到的全部数据进行低通滤波、TTL脉冲计数、标度因数转换处理，编制成光纤惯组所需的传感数据格式发送至1553B协议芯片储存；否则，将FPGA接收到的当前全部数据丢弃；1553B协议芯片将传感数据格式的信息传输至1553B变压器；1553B变压器将1553B协议芯片发送的全部信息通过两根互为冗余的1553B总线传输给外部设备；电源芯片为1553B协议芯片、FPGA供电。所述正常工作范围为温度范围为-40℃～60℃，角速度范围为0～100度/s。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术中采用1553B的总线和实时嵌入式FPGA控制电路结合，具有设计灵活，功能完善的特点，可实现光纤惯组内部电路通讯、信息采集、信息处理，数据高效发送的优点；1553B总线数据传输速度快，传输速率为1Mbps，每条消息最多包含32个字，数据传输速率比一般通讯网高，所需时间短。(2)本专利技术的接口电路具有功能模块化的特点，扩展性强，并通过标准的1553B总线技术，提高接口的一致性，简化了对外通信接口设计，便于系列化研制、一弹多型、按需配置，为设备互换提供条件；采用统一总线接口连接系统设备有利于一体化设计。附图说明图1为本专利技术的接口电路结构示意图。具体实施方式如图1所示，一种用于运载火箭的光纤惯组1553B通讯接口电路包括：接口电路与总线电缆之间通信的1553B协议芯片和专用的1553B变压器，监控电压的A/D转换器，FPGA芯片编写的控制电路，以及给各个集成电路供电的电源芯片、RS422转换芯片、1553B总线。FPGA通过RS422转换芯片与外部温度控制电路相连，通过RS422转换芯片与外部光纤陀螺相连，通过A/D转换器采集电源监控信息，与外部I/F电路板连接，与1553B协议芯片连接；1553B协议芯片通过1553B变压器与外部1553B总线连接；接口电路的主要作用是：(1)接收外部各类传感信息和自身的监控信息，通过FPGA控制电路进行数据处理；(2)控制1553B协议芯片，通过变压器向外部总线发送。首先，接口电路接收到由外部的温控电路传输过来的温度差分数据，经过RS422转换后将温度信息送给FPGA控制电路。接口电路与外部的光纤陀螺相连接，通过RS422转换芯片接收到传感器转动的角速度信息。I/F电路板以TTL脉冲的方式发送加速度信号。同时接口电路通过A/D转换器采集电路板的自身电压监控信息，电压监控信息指电源芯片的电压信息。以上所有数据进入FPGA控制电路中先进行数据包校验，确保接收到的数据包完整无缺失，再判断接收的数据处于正常工作范围后进行低通滤波、TTL脉冲计数、标度因数转换等数据处理，最后编制成光纤惯组需求的传感数据格式。正常工作范围为温度范围为-40℃～60℃，角速度范围为0～100度/s。其次，FPGA控制电路的另一部分重要功能是控制1553B协议芯片，完成协议芯片的初始化、数据存储更新、接收发送等功能。整个接口电路与外部的连接是通过1553B变压器和1553B同轴线缆实现的。两个独立的变压器将接口电路的电压提升后分别连接A、B两根互为冗余的1553B同轴线缆，将光纤惯组的传感数据送到总线上供FCC箭载计算机使用。本专利技术说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运载火箭的光纤惯组1553B通讯接口电路，其特征在于，包括：1553B协议芯片、1553B变压器、FPGA、RS422转换芯片、A/D转换器、电源芯片、1553B总线；FPGA接收经RS422转换芯片转换后的温度信息，接收经RS422转换芯片转换后的外部光纤陀螺发送的角速度信息，接收外部I/F电路板发送的TTL脉冲，通过A/D转换器采集电源芯片的电压信息；FPGA对接收的温度信息、角速度信息、TTL脉冲、电压信息进行数据包校验，同时判断接收的全部数据是否处于正常工作范围；如果FPGA接收到的全部数据包无缺失且全部数据处于正常工作范围，则FPGA对接收到的全部数据进行低通滤波、TTL脉冲计数、标度因数转换处理，编制成光纤惯组所需的传感数据格式发送至1553B协议芯片储存；否则，将FPGA接收到的当前全部数据丢弃；1553B协议芯片将传感数据格式的信息传输至1553B变压器；1553B变压器将1553B协议芯片发送的全部信息通过两根互为冗余的1553B总线传输给外部设备；电源芯片为1553B协议芯片、FPGA供电。

【技术特征摘要】
1.一种用于运载火箭的光纤惯组1553B通讯接口电路，其特征在于，包括：1553B协议芯片、1553B变压器、FPGA、RS422转换芯片、A/D转换器、电源芯片、1553B总线；FPGA接收经RS422转换芯片转换后的温度信息，接收经RS422转换芯片转换后的外部光纤陀螺发送的角速度信息，接收外部I/F电路板发送的TTL脉冲，通过A/D转换器采集电源芯片的电压信息；FPGA对接收的温度信息、角速度信息、TTL脉冲、电压信息进行数据包校验，同时判断接收的全部数据是否处于正常工作范围；如果FPGA接收到的全部数据包无缺失且全部数据处于正常工作范...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德文，饶范钧，徐挺，石然，胡梦纯，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31