【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞机发动机健康管理，具体涉及一种飞机发动机健康管理系统及方法。
技术介绍
1、对于飞机来说，可靠性是至关重要的指标，发动机是飞机的核心，对于飞行和作战更是重中之重，如今发动机故障诊断的算法也越开越完善，不仅能进行故障的判断定位，更是能提前预知故障。
2、但一切的算法都需要依赖硬件平台。以往故障诊断算法不那么智能，通常使用特征值比对等方法进行故障诊断，但随着故障诊断算法的不断提升，要想获得更加准确的判断，或者是故障的预测就需要大量的数据计算，大量特征值的学习，从而进行判断和预测故障。以往采用dsp芯片或者powerpc芯片等处理芯片已无法满足当下飞机发动机故障诊断的需求。
3、龙芯2k1000芯片是面向工业控制与终端等领域的低功耗高性能处理器，其工作主频可达1ghz，具有两路pcie2.0、sata2.0以及以太网等多种接口，能满足来自振动传感器采集的发动机健康数据的快速计算、处理和存储工作。因此本专利技术采用龙芯2k1000芯片为核心处理器满足故障诊断算法的运行完成振动数据的计算、处理、存储以及故障检测等功能。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种飞机发动机健康管理系统及方法，解决了目前对于飞机发动机故障管理硬件算力不够以及计算速度慢制约故障诊断算法的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种飞机发动机健康管理系统，包括主控芯片、fpga芯片、光电转换模块、第一ddr3存储器、第二ddr3存储器、复位芯片、jt
3、所述光电转换模块，用于接收光纤采集的飞机发动机传感器数据，并将光信号转换为电信号，传输至fpga芯片中；
4、所述fpga芯片，用于解析电信号中的振动数据，对振动数据的完整性进行校验以及分类处理，并将处理后的振动数据发送至龙芯2k1000芯片；
5、所述主控芯片，用于接收处理后的振动数据，进行分析计算，并实现飞机发动机的故障诊断、风险预测以及状态监测；
6、所述第一ddr3存储器，用于存放龙芯2k1000芯片计算过程中产生的缓存数据；
7、所述第二ddr3存储器，用于存放fpga芯片处理过程中的缓存数据；
8、所述固态硬盘ssd，用于存储主控芯片发送的飞机发动机的数据处理结果；
9、所述复位芯片，用于给飞机发动机健康管理系统提供上电复位，保证各功能模块稳定运行；
10、所述jtag接口，用于fpga芯片的在线调试以及代码加载；
11、所述spi flash闪存，用于存储主控芯片的代码；
12、所述bpi flash闪存，用于存储fpga芯片的配置代码；
13、所述调试串口uart1，用于进行调试时打印调试信息，方便调试。
14、进一步地，所述fpga芯片调用内部的pcie ip核，通过pcte接口将第二ddr3存储器中的数据发送至主控芯片。
15、进一步地，所述主控芯片通过sata接口将振动数据存储在固态硬盘ssd中，其中，sata接口采用sata2.0版本。
16、进一步地，所述主控芯片使用型号为龙芯2k1000的芯片。
17、进一步地，所述主控芯片通过ddr3_0接口与第一ddr3存储器进行数据传输，其中数据传输的方式为64bit+ecc，即数据位宽为64位以及8位的ecc校验。
18、进一步地，所述fpga芯片通过ddr3_0接口与第二ddr3存储器进行数据传输，其中数据传输的方式为64bit，即数据位宽为64位。
19、本专利技术的有益效果是：(1)通过光电转换模块能够快速将光信号转换为电信号，加快数据采集的速度，同时光电转换模块具有较高的稳定性，可以保证数据转换的准确性，提高转换后数据的质量；
20、(2)fpga芯片具有并行计算的能力，能够同时处理多个数据，加快振动数据的解析、校验以及分类速度，同时保证了数据的准确性和可靠性，而选择龙芯2k1000芯片作为核心处理器，能够进行大量的特征值学习和算法运算，提高故障诊断的准确性和效率；
21、(3)第一ddr3存储器和第二ddr3存储器提供了更高的带宽，能够加快数据传输速度，使得龙芯2k1000芯片以及fpga芯片的数据传输速度更快，同时可以降低能耗和延迟，提高飞机发动机健康管理系统的效率和性能，而固态硬盘ssd提供了更大的存储容量，能够容纳飞机发动机健康管理系统工作时产生的大量数据。
22、本专利技术还提供了一种飞机发动机健康管理方法，包括以下步骤：
23、s1、将飞机发动机健康管理系统初始化，并进行调试；
24、s2、调试完成后，通过光纤采集飞机发动机传感器的数据，并以光信号传输至光电转换模块；
25、s3、通过光电转换模块以4.25gbps的速率将光信号转换为高速串行电信号，并通过高速差分cml电平与fpga gth接口将高速串行电信号传输至fpga芯片；
26、s4、调用fpga芯片内部的高速串行器和解串器模块，将高速串行电信号中的串行数据转换为并行振动数据；
27、s5、通过fpga芯片将并行振动数据进行校验以及分类处理，并将处理后的振动数据存放在第二ddr3存储器中；
28、s6、调用fpga芯片内部的pcie ip核，通过pcie接口将第二ddr3存储器中的处理后的振动数据发送至龙芯2k1000的主控芯片；
29、s7、通过主控芯片将接收的数据存放至第一ddr3存储器中，对接收的数据进行分析，实现飞机发动机的故障诊断、风险预测以及状态监测，并将飞机发动机的数据处理结果通过sata接口存储至固态硬盘ssd中，完成飞机发动机的健康管理。
30、进一步地，所述步骤s1的具体步骤为：
31、s11、通过复位芯片将飞机发动机健康管理系统进行复位，完成系统初始化；
32、s12、通过spi flash闪存存储主控芯片的代码，通过jtag接口加载fpga代码，并通过bpi flash闪存存储fpga芯片的配置代码；
33、s13、通过jtag接口进行在线调试，并通过调试串口uart1打印调试信息。
34、进一步地，所述步骤s2中光电转换模块的最高传输速率为10.3125gbps。
35、进一步地，所述步骤s6中pcie接口采用pcie 2.0版本的接口，所述pcie接口包括四条数据传输通道lane，每条数据传输通道lane的速率为5.0gbps。
36、本专利技术的有益效果是：(1)通过光纤、pcie接口以及sata接口进行数据传输，提供了足够的带宽，能够快速传输数据，确保高效的数据流；
37、(2)飞机发动机的故障预测需要大量的数据计算，选择龙芯2k1000芯片作为核心处理器，对接收的数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种飞机发动机健康管理系统，其特征在于，包括主控芯片、FPGA芯片、光电转换模块、第一DDR3存储器、第二DDR3存储器、复位芯片、JTAG接口、SPI FLASH闪存、BPI FLASH闪存、调试串口UART1以及固态硬盘SSD；
2.根据权利要求1所述的飞机发动机健康管理系统，其特征在于，所述FPGA芯片调用内部的PCIE IP核，通过PCTE接口将第二DDR3存储器中的数据发送至主控芯片。
3.根据权利要求1所述的飞机发动机健康管理系统，其特征在于，所述主控芯片通过SATA接口将振动数据存储在固态硬盘SSD中，其中，SATA接口采用SATA2.0版本。
4.根据权利要求1所述的飞机发动机健康管理系统，其特征在于，所述主控芯片使用型号为龙芯2K1000的芯片。
5.根据权利要求1所述的飞机发动机健康管理系统，其特征在于，所述主控芯片通过DDR3_0接口与第一DDR3存储器进行数据传输，其中数据传输的方式为64bit+ecc，即数据位宽为64位以及8位的ECC校验。
6.根据权利要求1所述的飞机发动机健康管理系统，
7.一种飞机发动机健康管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的飞机发动机健康管理方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤为：
9.根据权利要求7所述的飞机发动机健康管理方法，其特征在于，所述步骤S2中光电转换模块的最高传输速率为10.3125Gbps。
10.根据权利要求9所述的飞机发动机健康管理方法，其特征在于，所述步骤S6中PCIE接口采用PCIE 2.0版本的接口，所述PCIE接口包括四条数据传输通道Lane，每条数据传输通道Lane的速率为5.0Gbps。
...【技术特征摘要】
1.一种飞机发动机健康管理系统，其特征在于，包括主控芯片、fpga芯片、光电转换模块、第一ddr3存储器、第二ddr3存储器、复位芯片、jtag接口、spi flash闪存、bpi flash闪存、调试串口uart1以及固态硬盘ssd；
2.根据权利要求1所述的飞机发动机健康管理系统，其特征在于，所述fpga芯片调用内部的pcie ip核，通过pcte接口将第二ddr3存储器中的数据发送至主控芯片。
3.根据权利要求1所述的飞机发动机健康管理系统，其特征在于，所述主控芯片通过sata接口将振动数据存储在固态硬盘ssd中，其中，sata接口采用sata2.0版本。
4.根据权利要求1所述的飞机发动机健康管理系统，其特征在于，所述主控芯片使用型号为龙芯2k1000的芯片。
5.根据权利要求1所述的飞机发动机健康管理系统，其特征在于，所述主控芯片通过ddr3_0接口与第一ddr3存...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈杨文，林萍，王鑫昊，聂坤宏，王飞，张竹，张景波，闫自谦，李意红，彭伟，索明秀，
申请(专利权)人：成都凯天电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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