用于飞行模拟仿真测试的处理单元系统技术方案

本发明专利技术公开了用于飞行模拟仿真测试的处理单元系统，本发明专利技术通过下述技术方案实现：包括嵌入式计算机、ADC模块、DAC模块、高速数字信号处理模块相互间进行数据传输，所述ADC模块采集数据后通过FMC接口传输信号至FPGA，将数据进行处理后通过FPGA的FMC接口传输给DAC模块进行回放，并且通过PCI‑E高速总线传输给嵌入式计算机。所述高速数字信号处理模块采用DSP+FPGA构架，并通过FMC采集和回放数据。所述高速数字信号处理模块内还设置有JTAG仿真调试模块，JTAG仿真调试模块通过FPGA与DSP的信号线传输至嵌入式计算机内。所述嵌入式计算机上还设置有扩展槽。所述数据传输总线还能为VPX总线。

【技术实现步骤摘要】
用于飞行模拟仿真测试的处理单元系统
本专利技术涉及一种处理单元系统，具体涉及用于飞行模拟仿真测试的处理单元系统。
技术介绍
根据多普勒雷达仿真系统信号处理单元需求，信号处理单元由能够对中频信号进行调制，能够生成多普勒中频频谱信号，送往上变频器。可对调制后的多普勒中频频谱信号进行回访延时控制(模拟飞行距离对回波信号的影响)。根据信号处理需求，信号处理单元方案采用如下模式实现信号处理流程，采样后的数据通过FMC接口传输给信号处理母板FPGA，采用FPGA+DSP的方式实现信号分析处理。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是能够通过处理单元进行飞行模拟信号的处理和回放，目的在于提供用于飞行模拟仿真测试的处理单元系统，解决上述的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：包括嵌入式计算机、ADC模块、DAC模块、高速数字信号处理模块相互间进行数据传输，所述ADC模块采集数据后通过FMC接口传输信号至FPGA，将数据进行处理后通过FPGA的FMC接口传输给DAC模块进行回放，并且通过PCI-E高速总线传输给嵌入式计算机。进一步地，所述高速数字信号处理模块采用DSP+FPGA构架，并通过FMC采集和回放数据。进一步地，所述高速数字信号处理模块内还设置有JTAG仿真调试模块，JTAG仿真调试模块通过FPGA与DSP的信号线传输至嵌入式计算机内。进一步地，所述嵌入式计算机上还设置有扩展槽。进一步地，所述数据传输总线还能为VPX总线。本系统中的高速数字信号处理模块，可以完成高速数字信号处理功能，具体功能指标；产生多普勒频移fd，范围：-6KHz～50KHz，精度在正负1KHz之间，实现中频信号fi和多普勒频移fd的频率调制(fi+fd)；产生数字白噪声数字滤波：对处理模块生成或外部输入的白噪声进行滤波，生成带宽可控的噪声谱，噪声谱3dB带宽：200Hz～1MHz；噪声调制：用噪声信号将中频单频信号调制谱信号，生成回波谱信号，回波谱信号3dB带宽与噪声谱一致；数字信号处理延迟：<1us；信号延迟控制：步进10ns，最大延迟3ms；能够对AD和DA模块的采样率分别进行配置。本系统中的嵌入式计算机，是一块单板计算机，可以安装操作系统、DSP和FPGA的开发编译环境和串口调试助手等应用软件，用于存储仿真模型和DSP、FPGA程序的开发和调试具体指标。进一步地，通过对信号处理单元和多普勒多普勒雷达仿真系统信号处理单元的需求分析，本系统主要由机箱，嵌入式计算机、ADC模块、DAC模块、高速数字信号处理模块等组成。数据处理流程主要由两部分组成。进一步地，信号采集处理流程，采样后的数据通过FMC接口传输给信号处理母板FPGA，采用FPGA+DSP的方式实现信号分析处理。分析处理后的数据通过FPGA的FMC接口将数据传输给DAC，进行回放，并且通过PCI-E高速总线传输给嵌入式计算机，可以实现数据的实时分析显示；进一步地，能够对中频信号进行调制，能够生成多普勒中频频谱信号，送往上变频器。可对调制后的多普勒中频频谱信号进行回访延时控制(模拟飞行距离对回波信号的影响)本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术用于飞行模拟仿真测试的处理单元系统，通过设置的ADC模块和DAC模块进行数据的采集和回放，能够进行飞行模拟仿真测试；2、本专利技术用于飞行模拟仿真测试的处理单元系统，高速数字信号模块采用DSP+FPGA的构架，使得信号传输更快。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术系统流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例如图1所示，本专利技术用于飞行模拟仿真测试的处理单元系统，本专利技术通过下述技术方案实现：包括嵌入式计算机、ADC模块、DAC模块、高速数字信号处理模块相互间进行数据传输，所述ADC模块采集数据后通过FMC接口传输信号处理模板，将数据进行处理后通过FPGA的FMC接口传输给DAC模块进行回放，并且通过PCI-E高速总线传输给嵌入式计算机。高速数字信号处理模块，可以完成高速数字信号处理功能，具体功能指标；产生多普勒频移fd，范围：-6KHz～50KHz，精度±1KHz实现中频信号fi和多普勒频移fd的频率调制(fi+fd)；产生数字白噪声数字滤波：对处理模块生成或外部输入的白噪声进行滤波，生成带宽可控的噪声谱，噪声谱3dB带宽：200Hz～1MHz；噪声调制：用噪声信号将中频单频信号调制谱信号，生成回波谱信号，回波谱信号3dB带宽与噪声谱一致；数字信号处理延迟：<1us；信号延迟控制：步进10ns，最大延迟3ms；能够对AD和DA模块的采样率分别进行配置。嵌入式计算机，是一块单板计算机，可以安装操作系统、DSP和FPGA的开发编译环境和串口调试助手等应用软件，用于存储仿真模型和DSP、FPGA程序的开发和调试具体指标。FPGA外挂的资源较多，经过初步估算，其高速GTP接口总共需要用到至少24对(PCIE要8对，RapidIO有2组共8对，JESD204B需要8对)差分信号，而IO口总共需要超过300根(DDR3，FMC，EMIF，GPIO，RS232等接口)，综合考虑FPGA内部资源和接口资源以及性价比，本处理板FPGA选用型号为XC7K420T-1FFG901。DSP当前最常用的主要是Ti和ADI公司的处理器，而ADI公司的DSP型号少，处理能力相对Ti的高端器件已经偏低，且ADI公司已经放弃开发新的后续型号的处理器，因此，在本处理板中选择使用Ti公司的DSP。本系统需要的采集处理回放板型号为VPX-FK701，该模块是基于VPX总线的标准模块，模块内数字部分与转换部分采用FMC标准连接，载板为数字部分，具备FPGA，DSP等处理器及大容量缓存及非掉电易失性存储器，子卡为高速数据采集/回放模块，6U尺寸单板，模块配置灵活，数据交换快速，结构标准，总线标准，接口丰富，非常适合于研究阶段的算法验证及系统验证，也可应用于雷达、通信等嵌入式系统。载板上的FPGA为XC7K325T，为xilinx公司最新一代FPGA，具备丰富的高速逻辑资源，可对采集的中频数据进行处理，并可通过逻辑实现高速串口的数据采集和回放。子板为模拟部分，包括AD、DA和时钟部分；AD部分使用2路ADI公司的AD9467-250，此AD芯片为单通道，50～250MHz采样率，分辨率16bit的AD转换芯片，在250MHz采样率下，有效位数可达12.1位左右，采样率降低的情况下，有效位数还可增加；两路AD时钟分开提供，可同时工作也可单独工作。DA部分使用2路Maxim公司的MAX5888，此DA芯片为单通道，最高500MHz转换率，分辨率16bit的DA转换芯片，在500MHz采样率下，有效位数可达11.7位左右，转换率降低的情况下，有效位数还可增加；两路DA时钟分开提供，可同时工作也可单独工作。时钟部分采用ADI公司的PLL时钟芯片，此时钟芯片有2路时钟输入，分别接板内高稳定度晶振和外部时钟，有4本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于飞行模拟仿真测试的处理单元系统，其特征在于，包括嵌入式计算机、ADC模块、DAC模块、高速数字信号处理模块相互间进行数据传输，所述ADC模块采集数据后通过FMC接口传输信号至FPGA，将数据进行处理后通过FPGA的FMC接口传输给DAC模块进行回放，并且通过PCI‑E高速总线传输给嵌入式计算机。

【技术特征摘要】
1.用于飞行模拟仿真测试的处理单元系统，其特征在于，包括嵌入式计算机、ADC模块、DAC模块、高速数字信号处理模块相互间进行数据传输，所述ADC模块采集数据后通过FMC接口传输信号至FPGA，将数据进行处理后通过FPGA的FMC接口传输给DAC模块进行回放，并且通过PCI-E高速总线传输给嵌入式计算机。2.根据权利要求1所述的用于飞行模拟仿真测试的处理单元系统，其特征在于，所述高速数字信号处理模块采用DSP+FPGA构架，并通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣彬杰，夏思宇，吴东，
申请(专利权)人：成都普诺科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51