一种无人机机载CAN光纤转换设备制造技术

本发明专利技术公开了一种无人机机载CAN光纤转换设备，包括：核心控制器、全局总线模块和局部总线模块；其中，核心控制器包括PS模块、PL模块和AXI总线；AXI总线分别与PS模块和PL模块连接；全局总线模块为光纤通信接口，包括第一PCIE接口、光纤协议控制芯片和光模块；第一PCIE接口、光纤协议控制芯片和光模块依次连接；第一PCIE接口由PS模块中的硬核资源提供；局部总线模块为CAN总线接口；该总线接口由PL模块中的硬核资源提供；通过该设备可兼容多种传统总线，且该设备体积小、性能高、可扩展能力强，有利于实现无人机总线技术更新的平滑过渡。现无人机总线技术更新的平滑过渡。现无人机总线技术更新的平滑过渡。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机机载CAN光纤转换设备


[0001]本专利技术属于光纤通信
，特别是一种无人机机载CAN光纤转换设备。

技术介绍

[0002]随着电子技术的快速发展和数字化程度的提高，机载设备通信数据量急剧增加。光纤通信具有传输速率高、传输距离大、兼容性好等优势，逐渐开始在无人机设备中普及应用。然而许多定型产品或传感设备使用的是CAN等接口，无法实现光纤通信。
[0003]因此，如何将CAN等接口数据集中发送到光纤总线，实现对定型产品的兼容，成为当前研究的关键问题。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术提供一种至少解决上述部分技术问题的一种无人机机载CAN光纤转换设备，该设备可兼容多种传统总线，且该设备体积小、性能高、可扩展能力强，有利于实现无人机总线技术更新的平滑过渡。
[0005]本专利技术实施例提供了一种无人机机载CAN光纤转换设备，包括：核心控制器、全局总线模块和局部总线模块；
[0006]所述核心控制器分别与所述全局总线模块和局部总线模块电连接；
[0007]所述核心控制器包括PS模块、PL模块和AXI总线；所述AXI总线分别与所述PS模块和PL模块连接；
[0008]所述全局总线模块为光纤通信接口，包括第一PCIE接口、光纤协议控制芯片和光模块；所述第一PCIE接口、光纤协议控制芯片和光模块依次连接；所述第一PCIE接口由所述PS模块中的硬核资源提供；
[0009]所述局部总线模块为CAN总线接口；所述CAN总线接口由所述PL模块中的硬核资源提供。
[0010]进一步地，所述核心控制器为ZU5EV芯片。
[0011]进一步地，所述光纤协议控制芯片为TFC1553系列芯片；所述光模块为HTS4301芯片。
[0012]进一步地，所述光纤协议控制芯片包括EMIF接口、第二PCIE接口、SPI接口、接口切换电路、寄存器电路、数据存储电路、协议解析模块、串行数据收发电路CHA和串行数据收发电路CHB；
[0013]其中，所述第二PCIE接口与所述第一PCIE接口连接；
[0014]所述EMIF接口、第二PCIE接口和SPI接口均与所述接口切换电路连接；
[0015]所述接口切换电路分别与所述寄存器电路和数据存储电路连接；所述寄存器电路和数据存储电路通过所述协议解析模块与所述串行数据收发电路CHA或所述串行数据收发电路CHB连接；
[0016]所述串行数据收发电路CHA和所述串行数据收发电路CHB均与所述光模块连接。
[0017]进一步地，所述协议解析模块包括数据传输模块和指令传输模块；
[0018]所述数据传输模块，用于对所述寄存器电路和数据存储电路的相关数据进行协议转换，并将协议转换结果传输至所述串行数据收发电路CHA或所述串行数据收发电路CHB；
[0019]所述指令传输模块，用于将所述寄存器电路和数据存储电路的相关指令传输至所述串行数据收发电路CHA或所述串行数据收发电路CHB。
[0020]进一步地，所述光模块包括光模块A和光模块B；
[0021]所述光模块A与所述串行数据收发电路CHA连接；
[0022]所述光模块B与所述串行数据收发电路CHB连接；
[0023]所述光模块A和光模块B，用于进行光电转换。
[0024]进一步地，所述CAN总线接口包括CAN协议逻辑和CAN总线收发器；
[0025]所述CAN协议逻辑，用于在所述PL模块中实现CAN通信协议；
[0026]所述CAN总线收发器，用于实现信号的电平转换；
[0027]所述CAN总线收发器为隔离收发器ADM3053。
[0028]与现有技术相比，本专利技术记载的一种无人机机载CAN光纤转换设备，具有如下有益效果：该设备可兼容多种传统总线，且该设备体积小、性能高、可扩展能力强，有利于实现无人机总线技术更新的平滑过渡。
[0029]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0030]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0031]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0032]图1为本专利技术实施例提供的无人机机载CAN光纤转换设备电路框架图。
[0033]图2为本专利技术实施例提供的光纤通信接口电路示意图。
[0034]图3为本专利技术实施例提供的CAN总线接口电路示意图。
具体实施方式
[0035]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0036]参见图1所示，本专利技术实施例提供了一种无人机机载CAN光纤转换设备，具体包括核心控制器、全局总线模块和局部总线模块；其中，核心控制器分别与全局总线模块和局部总线模块电连接；核心控制器包括PS模块、PL模块和AXI总线；AXI总线分别与PS模块和PL模块连接；全局总线模块为光纤通信接口，包括第一PCIE接口、光纤协议控制芯片和光模块；第一PCIE接口、光纤协议控制芯片和光模块依次连接；第一PCIE接口由PS模块中的硬核资源提供；局部总线模块为CAN总线接口；且CAN总线接口由PL模块中的硬核资源提供。
[0037]接下来对核心控制器、全局总线模块和局部总线模块进行详细说明。
[0038]1、核心控制器
[0039]考虑到无人机机载CAN光纤转换设备的轻小化需求，核心处理器应该尽量小型化、高度集成化。因此，本专利技术实施例中选用Zynq UltraScale+系统中的ZU5EV芯片来充当核心控制器；该芯片采用Processing System(PS)+Programmable Logic(PL)技术，在一颗芯片上集成了四核ARM Cortex
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A53、双核ARM Cortex
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R5F和FPGA可编程逻辑，很好地解决了小型化的问题。
[0040]2、全局总线模块
[0041]全局总线模块为光纤通信接口，该光纤通信接口电路图具体参照图2所示：包括第一PCIE接口、光纤协议控制芯片和光模块；其中：
[0042]光纤协议控制芯片采用国产专用光纤协议芯片TFC1553系列，该光纤协议控制芯片主要用于实现FC
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AE
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1553传输协议的解析，TFC1553系列芯片适用于总线式光纤网络拓扑结构，具有高可靠性、强实时性的数据传输功能；该光纤协议控制芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机机载CAN光纤转换设备，其特征在于，包括：核心控制器、全局总线模块和局部总线模块；所述核心控制器分别与所述全局总线模块和局部总线模块电连接；所述核心控制器包括PS模块、PL模块和AXI总线；所述AXI总线分别与所述PS模块和PL模块连接；所述全局总线模块为光纤通信接口，包括第一PCIE接口、光纤协议控制芯片和光模块；所述第一PCIE接口、光纤协议控制芯片和光模块依次连接；所述第一PCIE接口由所述PS模块中的硬核资源提供；所述局部总线模块为CAN总线接口；所述CAN总线接口由所述PL模块中的硬核资源提供。2.如权利要求1所述的一种无人机机载CAN光纤转换设备，其特征在于，所述核心控制器为ZU5EV芯片。3.如权利要求1所述的一种无人机机载CAN光纤转换设备，其特征在于，所述光纤协议控制芯片为TFC1553系列芯片；所述光模块为HTS4301芯片。4.如权利要求1所述的一种无人机机载CAN光纤转换设备，其特征在于，所述光纤协议控制芯片包括EMIF接口、第二PCIE接口、SPI接口、接口切换电路、寄存器电路、数据存储电路、协议解析模块、串行数据收发电路CHA和串行数据收发电路CHB；其中，所述第二PCIE接口与所述第一PCIE接口连接；所述EMIF接口、第二PCIE接口和SPI接口均与所述接口切换电路连接；所述接口切换电...

【专利技术属性】
技术研发人员：许永辉，孙超，孟若彤，李乐天，杨昌达，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：