一种网络化远程智能接口的制作方法
一种网络化远程智能接口的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于嵌入式计算机系统设计技术领域，尤其是一种网络化远程智能接口。
【背景技术】
[0002]随着微电子集成技术、嵌入式计算机、机载数据网络技术的快速发展，IMA系统技术得到空前发展和应用，并向着结构更加开放、功能更加综合、平台更加通用的分布式IMA体系架构方向发展。针对不同应用需求的资源、接口、服务及工具进行有效整合，将核心处理与接口处理相分离，形成独立的通用功能处理、接口处理资源及数据交换，并通过统一航电网络连接起来，形成一种可面向所有应用的、更加通用的综合处理和数据网络平台。网络化远程智能接口就是适应这发展趋势而产生的，它成为一种专用现场可更换单元，作为IMA系统的一个组成部分，提供可扩展的远程接口和处理能力。它是一种低成本、现场可更换的MA子模块，可以被分配到远离飞机主处理资源的飞机子系统设备的附近。他们的主要作用就是通过高速网络，为飞机的核心处理单元和一系列子系统传感器、作动器之间提供数据接口。网络化远程智能接口可以使应用从系统层面统一规划接口，形成分布式远程电子单元，由统一网络连接起来，支持网络化接口处理，形成通用接口资源，使MA系统具有可变规模、可移植和可适应能力，增强系统强容错和重配置能力。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中所存在的技术问题，本发明提出了一种网络化远程智能接□，
[0004]本发明的技术解决方案是:一种网络化远程智能接口，其特征在于:所述网络化远程智能接口包括接口防护处理单元、接口信号预处理单元、数据处理单元、高速网络接口单元和供电转换电源;所述接口防护处理单元与接口信号预处理单元连接;所述数据处理单元与高速网络接口单元连接，并均与接口信号预处理单元连接；
[0005]所述接口防护处理单元采用电磁滤波、信号地地屏蔽、磁隔离电路、总线磁隔离收发器;设置抗闪电HIRF的TVS管，采用信号屏蔽措施；
[0006]接口信号预处理单元包括信号放大处理;模拟量信号处理;离散量信号处理;信号抗噪声处理；
[0007]数据处理单元包括低功耗处理器、FLASH存储器、RAM存储器、NVRAM存储器、复位电路、时钟电路、内部电路点控制、看门狗电路；
[0008]高速网络接口单元包括主机数据交换接口、FC网络、Arox网络通信协议以及网络容错；
[0009 ]供电转换单元包括直流28 V输入电源转换为内部使用的+5 V电源、+15 V电源、-15 V电源;满足GJB 181A要求，对输入电压进行隔离变换，能够瞬时掉电保护。
[0010]上述系统还包括BIT设计，设置激励测试和回绕测试电路，支持接口高覆盖率BIT测试需求。
[0011]上述系统还包括故障隔离和恢复设计，设置系统故障逻辑电路，实现故障系统的可靠切除，以及故障恢复后的重新工作；
[0012]健康状况监测设计，通过测试点设置，对电路关键点进行状态监测；
[0013]接口自我配置设计:设置机位识别器，通过在电路设置5位编码;使不同位置不同功能的接口自主识别不同的驱动表来实现不同的接口功能。
[0014]本发明的优点是:
[0015]1、可以使应用从系统层面统一规划接口，形成分布式远程电子单元，由统一网络连接起来，支持网络化接口处理，形成通用接口资源。
[0016]2、支持核心通用处理与系统特定专用接口分析，使頂A系统具有可变规模、可移植和可适应能力。
[0017]3、具有现场可更更换能力，增强系统强容错和重配置能力。
[0018]4、具有就近分布安装的能力，增加系统安装灵活性，增加接口信号抗干扰性。
【附图说明】
[0019]图1是本发明网络化远程智能接口示意图；
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，本发明网络化远程智能接口由接口防护处理单元、接口信号预处理单元、数据处理单元、高速网络接口单元和供电转换电源组成，处理接口类型包括电压模拟量、电流模拟量、离散量、低速总线接口信号。外部接口信号通过接口防护处理、信号预处理、对大量飞机传感器的输入信号以规定的更新率转换为数字信号，提供所需的传感器激励和地面校准。并应用数字滤波和其他预处理方法，将信号转换为应用程序所需的值。通过系统网络接收系统的命令，来以规定的更新率控制输出。在特定的情况下，设置输出为备选缺省状态。网络化远程智能接口可分布在飞机的前机身、中后机身和后机身的不同区域，飞机可根据其所在的位置可配置成不同的余度，以满足接口系统的管理需求，他通过应用系统功能配置完成系统接口状态信息采集，完成系统接口控制输出，将采集到的系统状态信息通过高速网络送往飞机核心数据处理系统进行系统数据信息的融合处理。
[0021 ]网络化远程智能接口设计方法实施方式如下:
[0022]a.网络化远程智能接口总体设计方法:由接口防护处理单元、接口信号预处理单元、数据处理单元、高速网络接口单元和供电转换电源组成，处理接口类型包括电压模拟量、电流模拟量、离散量、低速总线接口信号等。除了各组成单元设计方法(下面描述)外，还包括的独特设计有①BIT设计，设置激励测试和回绕测试电路，支持接口高覆盖率BIT测试需求;②故障隔离和恢复设计，设置系统故障逻辑电路，实现故障系统的可靠切除，以及故障恢复后的重新工作;系统故障逻辑电路是现有的电路形式;③健康状况监测设计，通过测试点设置，对电路关键点进行状态监测;测试点的设置是现在成熟的技术;④接口自我配置设计:设置机位识别器，使得不同位置不同功能的接口自主识别不同的驱动表来实现不同的接口功能。激励测试和回绕测试电路用于测试正常功能电路，是属于辅助电路，但对维护维修有极大好处。
[0023]b.接口防护处理单元设计方法:包括①电磁防护设计，采用电磁滤波、信号地地屏蔽、磁隔离电路、总线磁隔离收发器;②HIRF防护设计，设置抗闪电HIRF的TVS管;③抗噪声防护设计:采用信号屏蔽措施，减少外界的干扰，信号良好接地。
[0024]c.接口信号预处理单元设计方法:包括①信号放大处理，积分放大、电流频率转换放大电流电压转换放大;②模拟量信号处理，模拟量选择、模数转换及输入输出接口数据锁存;③离散量信号处理，设置一阶滤波、离散化和防反向功能、离散量输入接口配置、离散量输出数据锁存;④信号抗噪声处理，前级采用低噪声放大器，并提高放大倍数，提高信号噪声比。
[0025]d.数据处理单元设计方法:包括低功耗处理器、FLASH存储器、RAM存储器、NVRAM存储器、复位电路、时钟电路、内部电路点控制、看门狗电路等设计。
[0026]e.高速网络接口单元设计方法:包括①主机数据交换接口设计;②FC网络、AFDX网络通信协议设计，实现数据采样和数据队列两种功能。③网络容错设计，自行获取网络ID，网络余度容错设计，快速故障隔离并重新组网设计；
[0027]f.供电转换单元设计方法:包括①将直流28V输入电源转换为内部使用的+5V电源、+15V电源、-15V电源。②满足GJB 181A要求，对输入电压进行隔离变换，能够瞬时掉电保护设计；
[0028]g.控制软件设计方法:包括①系统初始化程序、BIT测试程序、外设驱动程序、故障处理程序、数据加载程序、监控软件、看门狗软件;②数字滤波、数据处理、数据通信、中断、定时器和故障容错等。
【主权项】
1.一种网络化远程智能接口，其特征在于:所述网络化远程智能接口包括接口防护处理单元、接口信号预处理单元、数据处理单元、高速网络接口单元和供电转换电源;所述接口防护处理单元与接口信号预处理单元连接;所述数据处理单元与高速网络接口单元连接，并均与接口信号预处理单元连接； 所述接口防护处理单元采用电磁滤波、信号地地屏蔽、磁隔离电路、总线磁隔离收发器;设置抗闪电HIRF的TVS管，采用信号屏蔽措施； 接口信号预处理单元包括信号放大处理;模拟量信号处理;离散量信号处理;信号抗噪声处理； 数据处理单元包括低功耗处理器、FLASH存储器、RAM存储器、NVRAM存储器、复位电路、时钟电路、内部电路点控制、看门狗电路； 高速网络接口单元包括主机数据交换接口、FC网络、AFDX网络通信协议以及网络容错； 供电转换单元包括直流28V输入电源转换为内部使用的+5V电源、+ 15V电源、-15V电源；满足GJB 181A要求，对输入电压进行隔离变换，能够瞬时掉电保护。2.根据权利要求1所述的网络化远程智能接口，其特征在于:所述系统还包括BIT设计，设置激励测试和回绕测试电路，支持接口高覆盖率BIT测试需求。3.根据权利要求2所述的网络化远程智能接口，其特征在于:所述系统还包括故障隔离和恢复设计，设置系统故障逻辑电路，实现故障系统的可靠切除，以及故障恢复后的重新工作； 健康状况监测设计，通过测试点设置，对电路关键点进行状态监测； 接口自我配置设计:设置机位识别器，通过在电路设置5位编码;使不同位置不同功能的接口自主识别不同的驱动表来实现不同的接口功能。
【专利摘要】本发明是一种网络化远程智能接口，包括接口防护处理单元、接口信号预处理单元、数据处理单元、高速网络接口单元和供电转换电源；接口防护处理单元与接口信号预处理单元连接；数据处理单元与高速网络接口单元连接，并均与接口信号预处理单元连接；接口防护处理单元采用电磁滤波、信号地地屏蔽、磁隔离电路、总线磁隔离收发器；设置抗闪电HIRF的TVS管，采用信号屏蔽措施；接口信号预处理单元包括信号放大处理；模拟量信号处理；离散量信号处理；信号抗噪声处理；本发明可以使应用从系统层面统一规划接口，形成分布式远程电子单元，由统一网络连接起来，支持网络化接口处理，形成通用接口资源。
【IPC分类】H04L12/02
【公开号】CN105490819
【申请号】CN201510908974
【发明人】李成文, 解文涛, 何立军, 袁迹, 范超, 杨涛
【申请人】中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月9日
【技术领域】
[0001]本发明属于嵌入式计算机系统设计技术领域，尤其是一种网络化远程智能接口。
【背景技术】
[0002]随着微电子集成技术、嵌入式计算机、机载数据网络技术的快速发展，IMA系统技术得到空前发展和应用，并向着结构更加开放、功能更加综合、平台更加通用的分布式IMA体系架构方向发展。针对不同应用需求的资源、接口、服务及工具进行有效整合，将核心处理与接口处理相分离，形成独立的通用功能处理、接口处理资源及数据交换，并通过统一航电网络连接起来，形成一种可面向所有应用的、更加通用的综合处理和数据网络平台。网络化远程智能接口就是适应这发展趋势而产生的，它成为一种专用现场可更换单元，作为IMA系统的一个组成部分，提供可扩展的远程接口和处理能力。它是一种低成本、现场可更换的MA子模块，可以被分配到远离飞机主处理资源的飞机子系统设备的附近。他们的主要作用就是通过高速网络，为飞机的核心处理单元和一系列子系统传感器、作动器之间提供数据接口。网络化远程智能接口可以使应用从系统层面统一规划接口，形成分布式远程电子单元，由统一网络连接起来，支持网络化接口处理，形成通用接口资源，使MA系统具有可变规模、可移植和可适应能力，增强系统强容错和重配置能力。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中所存在的技术问题，本发明提出了一种网络化远程智能接□，
[0004]本发明的技术解决方案是:一种网络化远程智能接口，其特征在于:所述网络化远程智能接口包括接口防护处理单元、接口信号预处理单元、数据处理单元、高速网络接口单元和供电转换电源;所述接口防护处理单元与接口信号预处理单元连接;所述数据处理单元与高速网络接口单元连接，并均与接口信号预处理单元连接；
[0005]所述接口防护处理单元采用电磁滤波、信号地地屏蔽、磁隔离电路、总线磁隔离收发器;设置抗闪电HIRF的TVS管，采用信号屏蔽措施；
[0006]接口信号预处理单元包括信号放大处理;模拟量信号处理;离散量信号处理;信号抗噪声处理；
[0007]数据处理单元包括低功耗处理器、FLASH存储器、RAM存储器、NVRAM存储器、复位电路、时钟电路、内部电路点控制、看门狗电路；
[0008]高速网络接口单元包括主机数据交换接口、FC网络、Arox网络通信协议以及网络容错；
[0009 ]供电转换单元包括直流28 V输入电源转换为内部使用的+5 V电源、+15 V电源、-15 V电源;满足GJB 181A要求，对输入电压进行隔离变换，能够瞬时掉电保护。
[0010]上述系统还包括BIT设计，设置激励测试和回绕测试电路，支持接口高覆盖率BIT测试需求。
[0011]上述系统还包括故障隔离和恢复设计，设置系统故障逻辑电路，实现故障系统的可靠切除，以及故障恢复后的重新工作；
[0012]健康状况监测设计，通过测试点设置，对电路关键点进行状态监测；
[0013]接口自我配置设计:设置机位识别器，通过在电路设置5位编码;使不同位置不同功能的接口自主识别不同的驱动表来实现不同的接口功能。
[0014]本发明的优点是:
[0015]1、可以使应用从系统层面统一规划接口，形成分布式远程电子单元，由统一网络连接起来，支持网络化接口处理，形成通用接口资源。
[0016]2、支持核心通用处理与系统特定专用接口分析，使頂A系统具有可变规模、可移植和可适应能力。
[0017]3、具有现场可更更换能力，增强系统强容错和重配置能力。
[0018]4、具有就近分布安装的能力，增加系统安装灵活性，增加接口信号抗干扰性。
【附图说明】
[0019]图1是本发明网络化远程智能接口示意图；
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，本发明网络化远程智能接口由接口防护处理单元、接口信号预处理单元、数据处理单元、高速网络接口单元和供电转换电源组成，处理接口类型包括电压模拟量、电流模拟量、离散量、低速总线接口信号。外部接口信号通过接口防护处理、信号预处理、对大量飞机传感器的输入信号以规定的更新率转换为数字信号，提供所需的传感器激励和地面校准。并应用数字滤波和其他预处理方法，将信号转换为应用程序所需的值。通过系统网络接收系统的命令，来以规定的更新率控制输出。在特定的情况下，设置输出为备选缺省状态。网络化远程智能接口可分布在飞机的前机身、中后机身和后机身的不同区域，飞机可根据其所在的位置可配置成不同的余度，以满足接口系统的管理需求，他通过应用系统功能配置完成系统接口状态信息采集，完成系统接口控制输出，将采集到的系统状态信息通过高速网络送往飞机核心数据处理系统进行系统数据信息的融合处理。
[0021 ]网络化远程智能接口设计方法实施方式如下:
[0022]a.网络化远程智能接口总体设计方法:由接口防护处理单元、接口信号预处理单元、数据处理单元、高速网络接口单元和供电转换电源组成，处理接口类型包括电压模拟量、电流模拟量、离散量、低速总线接口信号等。除了各组成单元设计方法(下面描述)外，还包括的独特设计有①BIT设计，设置激励测试和回绕测试电路，支持接口高覆盖率BIT测试需求;②故障隔离和恢复设计，设置系统故障逻辑电路，实现故障系统的可靠切除，以及故障恢复后的重新工作;系统故障逻辑电路是现有的电路形式;③健康状况监测设计，通过测试点设置，对电路关键点进行状态监测;测试点的设置是现在成熟的技术;④接口自我配置设计:设置机位识别器，使得不同位置不同功能的接口自主识别不同的驱动表来实现不同的接口功能。激励测试和回绕测试电路用于测试正常功能电路，是属于辅助电路，但对维护维修有极大好处。
[0023]b.接口防护处理单元设计方法:包括①电磁防护设计，采用电磁滤波、信号地地屏蔽、磁隔离电路、总线磁隔离收发器;②HIRF防护设计，设置抗闪电HIRF的TVS管;③抗噪声防护设计:采用信号屏蔽措施，减少外界的干扰，信号良好接地。
[0024]c.接口信号预处理单元设计方法:包括①信号放大处理，积分放大、电流频率转换放大电流电压转换放大;②模拟量信号处理，模拟量选择、模数转换及输入输出接口数据锁存;③离散量信号处理，设置一阶滤波、离散化和防反向功能、离散量输入接口配置、离散量输出数据锁存;④信号抗噪声处理，前级采用低噪声放大器，并提高放大倍数，提高信号噪声比。
[0025]d.数据处理单元设计方法:包括低功耗处理器、FLASH存储器、RAM存储器、NVRAM存储器、复位电路、时钟电路、内部电路点控制、看门狗电路等设计。
[0026]e.高速网络接口单元设计方法:包括①主机数据交换接口设计;②FC网络、AFDX网络通信协议设计，实现数据采样和数据队列两种功能。③网络容错设计，自行获取网络ID，网络余度容错设计，快速故障隔离并重新组网设计；
[0027]f.供电转换单元设计方法:包括①将直流28V输入电源转换为内部使用的+5V电源、+15V电源、-15V电源。②满足GJB 181A要求，对输入电压进行隔离变换，能够瞬时掉电保护设计；
[0028]g.控制软件设计方法:包括①系统初始化程序、BIT测试程序、外设驱动程序、故障处理程序、数据加载程序、监控软件、看门狗软件;②数字滤波、数据处理、数据通信、中断、定时器和故障容错等。
【主权项】
1.一种网络化远程智能接口，其特征在于:所述网络化远程智能接口包括接口防护处理单元、接口信号预处理单元、数据处理单元、高速网络接口单元和供电转换电源;所述接口防护处理单元与接口信号预处理单元连接;所述数据处理单元与高速网络接口单元连接，并均与接口信号预处理单元连接； 所述接口防护处理单元采用电磁滤波、信号地地屏蔽、磁隔离电路、总线磁隔离收发器;设置抗闪电HIRF的TVS管，采用信号屏蔽措施； 接口信号预处理单元包括信号放大处理;模拟量信号处理;离散量信号处理;信号抗噪声处理； 数据处理单元包括低功耗处理器、FLASH存储器、RAM存储器、NVRAM存储器、复位电路、时钟电路、内部电路点控制、看门狗电路； 高速网络接口单元包括主机数据交换接口、FC网络、AFDX网络通信协议以及网络容错； 供电转换单元包括直流28V输入电源转换为内部使用的+5V电源、+ 15V电源、-15V电源；满足GJB 181A要求，对输入电压进行隔离变换，能够瞬时掉电保护。2.根据权利要求1所述的网络化远程智能接口，其特征在于:所述系统还包括BIT设计，设置激励测试和回绕测试电路，支持接口高覆盖率BIT测试需求。3.根据权利要求2所述的网络化远程智能接口，其特征在于:所述系统还包括故障隔离和恢复设计，设置系统故障逻辑电路，实现故障系统的可靠切除，以及故障恢复后的重新工作； 健康状况监测设计，通过测试点设置，对电路关键点进行状态监测； 接口自我配置设计:设置机位识别器，通过在电路设置5位编码;使不同位置不同功能的接口自主识别不同的驱动表来实现不同的接口功能。
【专利摘要】本发明是一种网络化远程智能接口，包括接口防护处理单元、接口信号预处理单元、数据处理单元、高速网络接口单元和供电转换电源；接口防护处理单元与接口信号预处理单元连接；数据处理单元与高速网络接口单元连接，并均与接口信号预处理单元连接；接口防护处理单元采用电磁滤波、信号地地屏蔽、磁隔离电路、总线磁隔离收发器；设置抗闪电HIRF的TVS管，采用信号屏蔽措施；接口信号预处理单元包括信号放大处理；模拟量信号处理；离散量信号处理；信号抗噪声处理；本发明可以使应用从系统层面统一规划接口，形成分布式远程电子单元，由统一网络连接起来，支持网络化接口处理，形成通用接口资源。
【IPC分类】H04L12/02
【公开号】CN105490819
【申请号】CN201510908974
【发明人】李成文, 解文涛, 何立军, 袁迹, 范超, 杨涛
【申请人】中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月9日
最新回复(0)