基于光纤惯组接口控制FPGA的仿真验证系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于光纤惯组接口控制FPGA的仿真验证系统，包括：仿时钟、复位模块、仿加表电路模块、仿1553B总线模块、仿模拟量采集模块、仿光纤陀螺模块、仿标度因数转换模块，以及仿加表数据计算模块等。通过仿标度因数转换模块和加表数据计算模块的运行结果，验证光纤惯组接口控制FPGA在硬件联试中的正确性，并模拟各种硬件限制下的极端工况。通过采集模拟量采集陀螺、温控电路数据，实现1553B总线通信功能，可仿真对光纤惯组接口控制FPGA输入各种控制指令，并返回遥测信息等，为光纤惯组接口控制FPGA提供闭环的仿真环境。本发明专利技术可应用于多种型号运载产品的光纤惯组接口控制FPGA的地面仿真验证，适用范围广。适用范围广。适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
基于光纤惯组接口控制FPGA的仿真验证系统


[0001]本专利技术涉及光纤惯性导航
，具体地，涉及一种基于光纤惯组接口控制FPGA的仿真验证系统。

技术介绍

[0002]随着卫星、导弹、飞机等运载产品的快速发展，对于导航、稳定控制等方面的要求越来越高。而光纤惯性导航技术则成为了高性能、高可靠性、高精度的导航方案之一。光纤惯性导航技术利用光纤陀螺和加速度计进行运动状态的测量，从而实现对于导航方向的精确控制。在光纤惯性导航系统中，光纤惯组接口控制现场可编程门阵列(Field
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Programmable Gate Array，FPGA)则是其中的核心部件。光纤惯组接口控制FPGA的主要作用是进行数据处理和控制信号的输出，保证光纤惯性导航系统的运行稳定性和精度。
[0003]目前，光纤惯组接口控制FPGA技术已经取得了一系列重大突破。基于光纤惯组接口控制FPGA的仿真验证技术也越来越成熟，为光纤惯性导航系统的设计、研发和测试提供了重要的支撑。
[0004]但是现有的光纤惯组接口控制FPGA仿真测试往往只考虑了少数情况下的测试，而实际应用中可能会存在更多的异常情况，需要更全面的测试环境。而且光纤惯组接口控制FPGA仿真测试往往需要大量的人工干预和数据处理，测试效率不高，且易受人为因素影响。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于光纤惯组接口控制FPGA的仿真验证系统。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种基于光纤惯组接口控制FPGA的仿真验证系统，包括：仿时钟、复位模块、仿加表电路模块、仿1553B总线模块、仿模拟量采集模块、仿光纤陀螺模块、仿标度因数转换模块、仿加表数据计算模块，以及光纤惯组接口控制FPGA，其中：
[0007]所述仿时钟、复位模块，用于向所述光纤惯组接口控制FPGA提供时钟和复位信号；
[0008]所述仿加表电路模块，用于向所述光纤惯组接口控制FPGA提供若干个方向轴的加表脉冲，所述加表脉冲包括：正脉冲和负脉冲；
[0009]所述仿1553B总线模块，用于模拟1553B总线的各种交互信息，并定时发送陀螺及加表速度计测量信息，所述交互信息包括：时间同步模式码和系统控制命令、时间同步命令、系统维护信息；
[0010]所述仿模拟量采集模块，用于生成所述光纤惯组接口控制FPGA的模拟量状态采集功能所需要的数据，并发送给所述光纤惯组接口控制FPGA；
[0011]所述仿光纤陀螺模块，用于生成所述光纤惯组接口控制FPGA的光纤陀螺数据；
[0012]所述仿标度因数转换模块，用于根据预设的标度因数转换参数，对外部输入的光纤陀螺数据进行标度因数转换，并验证光纤惯组接口控制FPGA中标度因数转换功能正确性；
[0013]所述仿加表数据计算模块，用于对外部输入的正负脉冲进行计数，根据设计脉宽要求对加表脉冲信号进行滤波以及脉冲宽度判定，并验证光纤惯组接口控制FPGA中加表数据计算功能正确性。
[0014]可选地，所述光纤惯组接口控制FPGA包括：数据采集模块、数据处理模块和数据输出模块，其中：
[0015]所述数据采集模块，用于采集外部传感器的数据；
[0016]所述数据处理模块，用于对采集到的数据进行处理和计算；
[0017]所述数据输出模块，用于将处理后的数据输出到设备控制系统中。
[0018]可选地，所述数据采集模块包括：光纤陀螺采集模块和温控采集模块，其中：
[0019]所述光纤陀螺采集模块，用于采集光纤陀螺的角速度数据；
[0020]所述温控采集模块，用于采集温度数据。
[0021]可选地，所述数据输出模块包括：数据处理输出模块和遥测输出模块，其中：
[0022]所述数据处理模块输出模块，用于将处理后的数据输出到设备控制系统中；
[0023]所述遥测输出模块，用于将数据发送到地面站进行遥测监测。
[0024]可选地，所述仿加表电路模块，具体用于：
[0025]根据需要在激励中设置加表脉冲的宽度，其中，根据真实情况设置预设时间内正脉冲个数和负脉冲个数，以使得正脉冲个数、负脉冲个数的结果按照预设期望的变化趋势增加或减少。
[0026]可选地，所述仿模拟量采集模块，具体用于：
[0027]用于生成所述光纤惯组接口控制FPGA的模拟量状态采集功能所需要的数据，并根据型号要求规定的周期输出模拟量数据给所述光纤惯组接口控制FPGA，其中：
[0028]光纤惯组接口控制FPGA的模拟量状态采集功能所需要的数据包括：陀螺温度数据、电源数据；
[0029]模拟量数据包括：边界温度和边界电源数据。
[0030]可选地，所述仿光纤陀螺模块，具体用于：
[0031]通过RS422接口传输数据，并根据光纤惯组接口控制FPGA通信协议要求产生陀螺数据，其中，
[0032]根据需要生成固定变化趋势的陀螺数据，所述固定变化趋势的陀螺数据包括：正向陀螺数据和反向陀螺数据；
[0033]根据预设要求，将陀螺数据按照采集周期传输给光纤惯组接口控制FPGA。
[0034]可选地，包括：所述仿标度因数转换模块，具体用于：
[0035]根据预设的标度因数转换参数，对外部输入的光纤陀螺数据进行标度因数转换，并记录标度因数转换后的仿真数据TR_Sim_data.dat，将仿真数据TR_Sim_data.dat与1553B总线传输的遥测信息中标度因数数据TR_true_data.dat进行比对，以验证光纤惯组接口控制FPGA中标度因数转换功能正确性。
[0036]可选地，包括：所述仿加表数据计算模块，具体用于：
[0037]对外部输入的正负脉冲进行计数，根据设计脉宽要求对加表脉冲信号进行滤波以及脉冲宽度判定，并记录加表后的仿真数据IF_Sim_data.dat，将仿真数据IF_Sim_data.dat与1553B总线传输的遥测信息中加表数据IF_true_data.dat进行比对，以验证光
纤惯组接口控制FPGA中加表数据计算功能正确性。
[0038]可选地，所述仿光纤陀螺模块，还用于：
[0039]设置陀螺数据异常跳变，以查验光纤惯组接口控制FPGA对异常陀螺数据的判别功能，以及相应标定因数的计算，其中，所述异常跳变包括：符号位突然跳变的异常情况。
[0040]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0041]本申请中通过构建包含仿时钟、复位模块、仿加表电路模块、仿1553B总线模块、仿模拟量采集模块、仿光纤陀螺模块、仿标度因数转换模块和仿加表数据计算模块的仿真验证系统，用以验证光纤陀螺惯组接口控制FPGA在各种工况下的正确性和稳定性。解决了现有光纤陀螺惯组接口控制FPGA仿真测试不充分、人工干预较多的问题，具有更高的仿真精度和自动化程度，能够减少人工干预，提高仿真效率和准确性，降低了仿真成本和时间成本。能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤惯组接口控制FPGA的仿真验证系统，其特征在于，包括：仿时钟、复位模块、仿加表电路模块、仿1553B总线模块、仿模拟量采集模块、仿光纤陀螺模块、仿标度因数转换模块、仿加表数据计算模块，以及光纤惯组接口控制FPGA，其中：所述仿时钟、复位模块，用于向所述光纤惯组接口控制FPGA提供时钟和复位信号；所述仿加表电路模块，用于向所述光纤惯组接口控制FPGA提供若干个方向轴的加表脉冲，所述加表脉冲包括：正脉冲和负脉冲；所述仿1553B总线模块，用于模拟1553B总线的各种交互信息，并定时发送陀螺及加表速度计测量信息，所述交互信息包括：时间同步模式码和系统控制命令、时间同步命令、系统维护信息；所述仿模拟量采集模块，用于生成所述光纤惯组接口控制FPGA的模拟量状态采集功能所需要的数据，并发送给所述光纤惯组接口控制FPGA；所述仿光纤陀螺模块，用于生成所述光纤惯组接口控制FPGA的光纤陀螺数据；所述仿标度因数转换模块，用于根据预设的标度因数转换参数，对外部输入的光纤陀螺数据进行标度因数转换，并验证光纤惯组接口控制FPGA中标度因数转换功能正确性；所述仿加表数据计算模块，用于对外部输入的正负脉冲进行计数，根据设计脉宽要求对加表脉冲信号进行滤波以及脉冲宽度判定，并验证光纤惯组接口控制FPGA中加表数据计算功能正确性。2.根据权利要求1所述的基于光纤惯组接口控制FPGA的仿真验证系统，其特征在于，所述光纤惯组接口控制FPGA包括：数据采集模块、数据处理模块和数据输出模块，其中：所述数据采集模块，用于采集外部传感器的数据；所述数据处理模块，用于对采集到的数据进行处理和计算；所述数据输出模块，用于将处理后的数据输出到设备控制系统中。3.根据权利要求2所述的基于光纤惯组接口控制FPGA的仿真验证系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：光纤陀螺采集模块和温控采集模块，其中：所述光纤陀螺采集模块，用于采集光纤陀螺的角速度数据；所述温控采集模块，用于采集温度数据。4.根据权利要求2所述的基于光纤惯组接口控制FPGA的仿真验证系统，其特征在于，所述数据输出模块包括：数据处理输出模块和遥测输出模块，其中：所述数据处理模块输出模块，用于将处理后的数据输出到设备控制系统中；所述遥测输出模块，用于将数据发送到地面站进行遥测监测。5.根据权利要求1所述的基于光纤惯组接口控制FPGA的仿真验证系统，其特征在于，所述仿加表电路模块，具体用于：根据需要在激励中设置加表脉冲的宽度，其中，根据真实情况设置预设时间内正脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟欣，何婉霞，邓一帆，陈云，吴俊，
申请(专利权)人：上海航天计算机技术研究所，
类型：发明
国别省市：