弹载计算机、火箭飞行数据的处理方法及火箭技术

本发明专利技术属于火箭飞行控制技术领域，具体公开了一种弹载计算机、火箭飞行数据的处理方法及火箭。弹载计算机包括：ZYNQ芯片，ZYNQ芯片包括处理系统部分和可编程逻辑部分，处理系统部分与可编程逻辑部分通过AXI总线连接，可编程逻辑部分包括FPGA；数据存储部件，数据存储部件与ZYNQ芯片连接；运行内存部件，运行内存部件与ZYNQ芯片连接；电源模块，电源模块与ZYNQ芯片连接，以向ZYNQ芯片供电；通信接口模块，通信接口模块与ZYNQ芯片连接，以通过通信接口模块从外部接收或向外部发送数据。本发明专利技术解决了相关技术中的弹载计算机存在的结构繁杂、研发耗时大、成本高、空间占用大、重量大等问题。重量大等问题。重量大等问题。

【技术实现步骤摘要】
弹载计算机、火箭飞行数据的处理方法及火箭


[0001]本专利技术属于火箭飞行控制
，具体涉及一种弹载计算机、火箭飞行数据的处理方法及火箭。

技术介绍

[0002]弹载计算机(信息处理电路)，是弹上产品运算控制的大脑核心，在系统产品中可加载运行测控、飞控、误差补偿等算法、软件，从而对外围产品进行数据采集、运算、并生成相应的控制参数。
[0003]相关技术中的弹载计算机普遍采用DSP(数字信号处理器Digital Signal Processing)+FPGA(现场可编程逻辑门阵列Field Programmable Gate Array)以及GPU(图形处理器Graphics Processing Unit)+FPGA架构，需要两片芯片实现弹载机的数据运算及接口功能，其设计方案较为复杂，研发耗时较多，结构占用空间较大，重量较重，电路板较多，空间利用率低、硬件和软件的重用性低。随着当今火箭系统的高速发展中，火箭系统对低成本、低功耗、高集成、以及高性能的要求越来越高，DSP+FPGA以及GPU+FPGA的架构已经无法满足很多情况下的设计要求。
[0004]因此，相关技术中的弹载计算机存在结构繁杂、研发耗时大、成本高、空间占用大、重量大等问题，针对上述存在的问题，现有技术中尚无提出较佳的解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种弹载计算机、火箭飞行数据的处理方法、火箭及火箭系统，以解决相关技术中的弹载计算机存在的结构繁杂、研发耗时大、成本高、空间占用大、重量大等问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]根据本专利技术的第一个方面，提供了一种弹载计算机，其包括：ZYNQ芯片，ZYNQ芯片包括处理系统部分和可编程逻辑部分，处理系统部分与可编程逻辑部分通过AXI总线连接，可编程逻辑部分包括FPGA；数据存储部件，数据存储部件与ZYNQ芯片连接；运行内存部件，运行内存部件与ZYNQ芯片连接；电源模块，电源模块与ZYNQ芯片连接，以向ZYNQ芯片供电；通信接口模块，通信接口模块与ZYNQ芯片连接，以通过通信接口模块从外部接收或向外部发送数据。
[0008]进一步地，弹载计算机包括晶体振荡器，晶体振荡器与ZYNQ芯片连接，以向ZYNQ芯片提供时钟信号。
[0009]进一步地，运行内存部件与ZYNQ芯片之间通过多根信号线连接；其中，多根信号线的长度均相等，和/或，多根信号线的阻抗均相等。
[0010]进一步地，电源模块包括多个电源芯片，多个电源芯片中的至少部分电源芯片的输出电压不同，多个电源芯片的输出端与ZYNQ芯片相应的引脚连接。
[0011]根据本专利技术的第二个方面，提供了一种火箭飞行数据的处理方法，适用于上述的
弹载计算机，方法包括：ZYNQ芯片的处理系统部分确定是否满足取数条件；在满足取数条件的情况下，处理系统部分向ZYNQ芯片的可编程逻辑部分发送取数命令；可编程逻辑部分响应于取数命令，将取数命令发送至火箭的飞行状态检测元件；可编程逻辑部分接收并存储来自飞行状态检测元件的飞行状态数据；处理系统部分从可编程逻辑部分获取飞行状态数据，并对飞行状态数据进行处理。
[0012]进一步地，ZYNQ芯片的处理系统部分确定是否满足取数条件，包括：处理系统部分根据可编程逻辑部分生成的定时信号，确定是否满足取数条件。
[0013]进一步地，飞行状态检测元件包括陀螺仪和加速度传感器，取数条件包括第一条件和第二条件，取数命令包括第一命令和第二命令，在满足取数条件的情况下，处理系统部分向ZYNQ芯片的可编程逻辑部分发送取数命令，包括：在满足第一条件的情况下，处理系统部分向ZYNQ芯片的可编程逻辑部分发送第一命令，第一命令用于指示获取陀螺仪的数据；在满足第二条件的情况下，处理系统部分向ZYNQ芯片的可编程逻辑部分发送第二命令，第二命令用于指示获取加速度传感器的数据。
[0014]进一步地，ZYNQ芯片的处理系统部分确定是否满足取数条件，包括：在与上次获取陀螺仪的数据的时刻之间达到第一时长间隔的情况下，确定满足第一条件；在与上次获取加速度传感器的数据的时刻之间达到第二时长间隔的情况下，确定满足第一条件和第二条件；其中，第二时长间隔为第一时长间隔的整数倍。
[0015]进一步地，处理系统部分从可编程逻辑部分获取飞行状态数据，并对飞行状态数据进行处理，包括：处理系统部分对飞行数据进行误差补偿；和/或，方法还包括：处理系统部分控制弹载计算机的通信接口模块将经过误差补偿前和/或经过误差补偿后的飞行数据发送至远程计算机。
[0016]根据本专利技术的第三个方面，提供了一种火箭，火箭包括弹载计算机，弹载计算机为上述的弹载计算机；弹载计算机的数据存储部件中存储有程序，程序被弹载计算机的ZYNQ芯片执行时实现上述的火箭飞行数据的处理方法。
[0017]采用本专利技术的技术方案的弹载计算机，其包括：ZYNQ芯片，ZYNQ芯片包括处理系统部分和可编程逻辑部分，处理系统部分与可编程逻辑部分通过AXI总线连接，可编程逻辑部分包括FPGA；数据存储部件，数据存储部件与ZYNQ芯片连接；运行内存部件，运行内存部件与ZYNQ芯片连接；电源模块，电源模块与ZYNQ芯片连接，以向ZYNQ芯片供电；通信接口模块，通信接口模块与ZYNQ芯片连接，以通过通信接口模块从外部接收或向外部发送数据。通过采用这种结构设计，提供了一种基于ZYNQ芯片的弹载计算机，在使用时ZYNQ芯片可调取数据存储部件内存储的程序并控制其在运行内存部件中运行，并通过通信接口模块进行数据的发送，实现弹载计算机的完整功能。由于ZYNQ芯片包括处理系统部分和可编程逻辑部分，处理系统部分即SOC部分，其可以包括CPU核、图形加速器、浮点运算器、存储控制器、通信接口外设及GPIO外设等结构，可编程逻辑部分包括FPGA，其将ARM和FPGA整合到一起，通过ZYNQ芯片的处理系统部分可以实现数据运算及对弹上设备的透明操作等等功能，通过ZYNQ芯片的可编程逻辑部分可以实现接口功能，例如，串行通信接口、并口、输入开关量、输出开关量等，与相关技术中采用DSP+FPGA或GPU+FPGA架构的弹载计算机相比，只采用一片芯片即可实现弹载计算机的完整功能，有利于简化设计方案，缩短研发周期，降低研发成本，减小对空间的占用，减轻弹载计算机的重量，提高弹上空间的利用率，解决了相关技术中的弹
载计算机存在的结构繁杂、研发耗时大、成本高、空间占用大、重量大等问题，且采用这种基于ZYNQ芯片的弹载计算机的能耗和计算性能也更优，具有很好的应用前景。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的实施例的弹载计算机的结构示意图；
[0019]图2是本专利技术的实施例的弹载计算机的电源模块的结构示意图；
[0020]图3是本专利技术的实施例的火箭飞行数据的处理方法的流程示意图；
[0021]图4是本专利技术的实施例的火箭飞行数据的处理方法ZYNQ芯片的部分工作过程示意图。
[0022]上述附图中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹载计算机，其特征在于，包括：ZYNQ芯片(1)，所述ZYNQ芯片(1)包括处理系统部分和可编程逻辑部分，所述处理系统部分与所述可编程逻辑部分通过AXI总线连接，所述可编程逻辑部分包括FPGA；数据存储部件(2)，所述数据存储部件(2)与所述ZYNQ芯片(1)连接；运行内存部件(3)，所述运行内存部件(3)与所述ZYNQ芯片(1)连接；电源模块(4)，所述电源模块(4)与所述ZYNQ芯片(1)连接，以向所述ZYNQ芯片(1)供电；通信接口模块(5)，所述通信接口模块(5)与所述ZYNQ芯片(1)连接，以通过所述通信接口模块(5)从外部接收或向外部发送数据。2.如权利要求1所述的弹载计算机，其特征在于，所述弹载计算机包括晶体振荡器(6)，所述晶体振荡器(6)与所述ZYNQ芯片(1)连接，以向所述ZYNQ芯片(1)提供时钟信号。3.如权利要求1所述的弹载计算机，其特征在于，所述运行内存部件(3)与所述ZYNQ芯片(1)之间通过多根信号线连接；其中，多根所述信号线的长度均相等，和/或，多根所述信号线的阻抗均相等。4.如权利要求1至3中任一项所述的弹载计算机，其特征在于，所述电源模块(4)包括多个电源芯片(41)，多个所述电源芯片(41)中的至少部分所述电源芯片(41)的输出电压不同，多个所述电源芯片(41)的输出端与所述ZYNQ芯片(1)相应的引脚连接。5.一种火箭飞行数据的处理方法，适用于权利要求1至4中任一项所述的弹载计算机，其特征在于，所述方法包括：ZYNQ芯片(1)的处理系统部分确定是否满足取数条件；在满足所述取数条件的情况下，所述处理系统部分向所述ZYNQ芯片(1)的可编程逻辑部分发送取数命令；所述可编程逻辑部分响应于所述取数命令，将所述取数命令发送至火箭的飞行状态检测元件；所述可编程逻辑部分接收并存储来自所述飞行状态检测元件的飞行状态数据；所述处理系统部分从所述可编程逻辑部分获取所述飞行状态数据，并对所述飞行状态数据进行处理。6.如权利要求5所述的火箭飞行数据的处理方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长洪，刘生攀，
申请(专利权)人：贵州航天控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：