航空数据记录设备制造技术

本发明专利技术提出了一种航空数据记录设备，包括：NAND-FLASH模块；第一电平转换电路；第二电平转换电路；第三电平转换电路；处理模块与第一电平转换电路、第二电平转换电路、第三电平转换电路和NAND-FLASH模块进行双向通信，用于接收电平转换后的设置数据和通讯数据，将设置数据和通讯数据以直接内存存取DMA的方式传输到内存中，采用乒乓缓存方式实现数据的交替存储，将数据完整的写入到NAND-FLASH模块中；上位机与处理模块进行通信，用于设置处理模块的工作参数。本发明专利技术具有高速数据传输、高可靠性和抗干扰性的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空数据存储及记录
，特别涉及一种航空数据记录设备。
技术介绍
在国外，从上世纪年代末，首先在军用方面固态数据记录仪上研制发展到今天，随着多项技术的不断发展，存储芯片逻辑控制时序复杂以及读写速度慢等问题的解决，以及断电后存储数据得以保存、集成化程度高、低功耗和价格合理等优点也促使其在多个领域得以应用。存储介质的使用包括静态存储器、动态存储器和存储器等，其应用领域也在不断扩展，从军事上的应用逐步发展到了到民用领域，并且在武器系统、无人机、卫星、航空、航天、深海探测等方面也有很多的应用。另外，一些在特殊、恶劣环境要求下的记录仪产品也不断出现。现有的航空应用记录仪产品技术的缺陷如下:1、传统SD卡设备环境特性不足，可靠性不够。2、FLASH设备也有易用性不足，管理复杂，速率不够，存在无效坏块等缺陷。3、系统需要解决高速率存储状况的时序和逻辑问题。4、系统需要解决采集数据可靠性完整性问题。5、FLASH介质需要解决重复上电和存满问题。6、读取接口设计问题，包括可靠性，高速性能等。7、机载等极限环境的抗干扰性能。8、系统整体可靠性设计要求，包括抗冲击振动、高低温等。9、系统重量、体积、防水等适用性要求。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种航空数据记录设备，具有高速数据传输、高可靠性和抗干扰性的特点。为了实现上述目的，本专利技术一方面的实施例提供一种航空数据记录设备，包括:NAND-FLASH模块；第一电平转换电路，所述第一电平转换电路与设置口相连，在检测到所述设置口有设置数据输入时，对该设置数据进行电平转换；第二电平转换电路，所述第二电平转换电路与第一通讯口相连，在检测到所述第一通讯口有通讯数据输入时，对该通讯数据进行电平转换；第三电平转换电路，所述第三电平转换电路与第二通讯口相连，在检测到所述第二通讯口有通讯数据输入时，对该通讯数据进行电平转换；处理模块，所述处理模块与所述第一电平转换电路、第二电平转换电路、第三电平转换电路和所述NAND-FLASH模块进行双向通信，用于接收电平转换后的设置数据和通讯数据，将所述设置数据和通讯数据以直接内存存取DMA的方式传输到内存中，采用乒乓缓存方式实现数据的交替存储，将数据完整的写入到所述NAND-FLASH模块中；上位机，所述上位机与所述处理模块进行通信，用于设置所述处理模块的工作参数。进一步，所述上位机设置所述处理模块的工作参数，包括:通讯口波特率和时间。进一步，所述处理模块采用ARM处理器。进一步，本专利技术实施例的航空数据记录设备，还包括:外部存储设备，所述外部存储设备与所述处理模块相连，用于读取所述设置数据和通讯数据。进一步，所述外部存储设备为USB设备或SD卡。进一步，对所述NAND-FLASH模块中的无效块的地址信息进行检测和实时更新以避免数据存储到上述无效块中，然后自动进入写时序操作，从指定的存储位置开始写，直至完成全部数据的存储。进一步，本专利技术实施例的航空数据记录设备，还包括:壳体，所述NAND-FLASH模块、第一电平转换电路、第二电平转换电路、第三电平转换电路和处理模块均位于所述壳体内。进一步，所述壳体采用高强度航空铝制成。根据本专利技术实施例的航空数据记录设备，采用NAND-FLASH存储，具有高速读写功能，并且具有重复存储机制和重复加电设计，考虑到机载、弹载环境使用较多，在设计和原材料选型以及结构设计上，在满足可靠性的条件下，将重量减到了最低。本专利技术对容量进行按需扩张，存储容量可做到2-128G不等，满足IP65级别的防水防尘要求，可以实现高速数据采集及全速USB读取。此外，本专利技术采用USB设备，具有即插即用和高易用性的特点。本专利技术可以实现对存储状态实时监测和异常检测，可靠性高。并且可实现双存储备份，保证数据万无一失，实现双路输入功能，满足客户不同需求。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【附图说明】本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1为根据本专利技术一个实施例的航空数据记录设备的结构图；图2为根据本专利技术另一个实施例的航空数据记录设备的结构图。【具体实施方式】下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术实施例的航空数据记录设备，包括:NAND-FLASH模块1、第一电平转换电路2、第二电平转换电路3、第三电平转换电路4、处理模块5和上位机6。具体地，第一电平转换电路2与设置口相连，在检测到设置口有设置数据输入时，对该设置数据进行电平转换。第二电平转换电路3与第一通讯口相连，在检测到第一通讯口有通讯数据输入时，对该通讯数据进行电平转换.第三电平转换电路4与第二通讯口相连，在检测到第二通讯口有通讯数据输入时，对该通讯数据进行电平转换。处理模块5与第一电平转换电路2、第二电平转换电路3、第三电平转换电路4和NAND-FLASH模块1进行双向通信，用于接收电平转换后的设置数据和通讯数据，其中，处理模块5可以实现对双串口数据量的接收和存储，波特率最高达460800bps-921600bps，通讯方式为RS232或RS422信号，可以能保证无数据字节丢失。具体地，处理模块5将设置数据和通讯数据以直接内存存取DMA的方式传输到内存中，采用乒乓缓存方式实现数据的交替存储，将数据完整的写入到NAND-FLASH模块1中。下面对NAND-FLASH模块1的性能进行说明。航空航天工程应用中需要采集大量数据，受地面接收台站数量、分布、传输速率或数据中继可用性的限制，在许多场合要求飞行器具有高速大容量数据记录的能力。固态记录器以半导体存储芯片作为存储介质，无机械运动部件，环境适应能力强，因而逐渐成为飞行器上数据记录的主流方案。NANDFLASH作为一种新兴的半导体存储器件，具有高容量密度的非易失性存储能力，功耗小、成本低、寿命长和抗震动等特点，是苛刻环境储存介质的最佳选择。Flash的写入编程方式通常有两种:按字节写入编程方式和按扇区写入编程方式。根据芯片写入编程方式的不同，高速写入电路的原理略有不同。按字节写入编程的Flash器件的高速写入电路的设计思路，可将Flash的连续写入速度提高2n倍。对于按扇区写入编程方式的Flash存储器，每个区内Flash的芯片相邻地址的存储单元的总线地址按扇区连续，而片内相邻扇区总线地址则不连续，此方法可将Flash的连续写入速度提高2kX2n倍。对NAND-FLASH模块1操作主要包括:无效块信息列表的检测及动态更新、存储的数据写、读及擦除等方面。由于NAND-FLASH模块1存储建立文件系统会大大减低存储速率，且降低整体可靠性，但无文件系统会发生二次加电覆盖的问题。在实际飞行过程中，由于环境复杂，多种特殊原因可能会导致系统重复上电触发的问题，此时可能会出现先前采集存储的数据被二次上电后数据部分覆盖的后果。为解决上述问题，本专利技术采用将存储区块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空数据记录设备，其特征在于，包括：NAND‑FLASH模块；第一电平转换电路，所述第一电平转换电路与设置口相连，在检测到所述设置口有设置数据输入时，对该设置数据进行电平转换；第二电平转换电路，所述第二电平转换电路与第一通讯口相连，在检测到所述第一通讯口有通讯数据输入时，对该通讯数据进行电平转换；第三电平转换电路，所述第三电平转换电路与第二通讯口相连，在检测到所述第二通讯口有通讯数据输入时，对该通讯数据进行电平转换；处理模块，所述处理模块与所述第一电平转换电路、第二电平转换电路、第三电平转换电路和所述NAND‑FLASH模块进行双向通信，用于接收电平转换后的设置数据和通讯数据，将所述设置数据和通讯数据以直接内存存取DMA的方式传输到内存中，采用乒乓缓存方式实现数据的交替存储，将数据完整的写入到所述NAND‑FLASH模块中；上位机，所述上位机与所述处理模块进行通信，用于设置所述处理模块的工作参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，
申请(专利权)人：北京七维航测科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11