速变参数预处理装置
2022年电子技术应用第9期
任勇峰1，2，王丽蓉1，王淑琴1，刘东海1
1.中北大学 电子测试技术国家重点实验室，山西 太原030051； 2.中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原030051
摘要： 针对遥测系统上测量参数多、耗时长以及传输质量要求高的问题，将采集数据由时域转换到频域，大大压缩了数据传输量，节省了传输时间，提高了飞行器的数据传输效率。基于系统电路，分析了CAN_FD总线接口、DSP和FPGA通信接口及供电接口的设计。速变参数预处理装置可处理振动、冲击和噪声信号，三者基于同一硬件平台而运用不同算法，当采集数据量达到要求时，FPGA产生中断并由DSP进行处理，DSP处理后的结果发送给FPGA，再转发至接收设备。实验中通过模拟测试环境完成系统验证，实践证明，速变参数预处理装置的误差在5%以下，且无丢帧现象，具有较强的实用价值。
中图分类号： TP274
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212454
中文引用格式： 任勇峰，王丽蓉，王淑琴，等. 速变参数预处理装置[J].电子技术应用，2022，48(9)：75-80.
英文引用格式： Ren Yongfeng，Wang Lirong，Wang Shuqin，et al. Rapidly changing parameter pretreatment device[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：75-80.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212454
中文引用格式： 任勇峰，王丽蓉，王淑琴，等. 速变参数预处理装置[J].电子技术应用，2022，48(9)：75-80.
英文引用格式： Ren Yongfeng，Wang Lirong，Wang Shuqin，et al. Rapidly changing parameter pretreatment device[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：75-80.
Rapidly changing parameter pretreatment device
Ren Yongfeng1，2，Wang Lirong1，Wang Shuqin1，Liu Donghai1
1.State Key Laboratory of Electronic Testing Technology，North University of China，Taiyuan 030051，China； 2.The Key Laboratory of Instrument Science and Dynamic Testing of the Ministry of Education， North University of China，Taiyuan 030051，China
Abstract： In view of the problems of multiple measurement parameters, time-consuming and high transmission quality requirements on the telemetry system, the collected data is converted from the time domain to the frequency domain, which greatly reduces the amount of data transmission, saves transmission time, and improves the data transmission efficiency of the aircraft. Based on the system circuit, the design of CAN_FD bus interface, DSP and FPGA communication interface and power supply interface are analyzed. The fast-changing parameter preprocessing device can process vibration, shock, and noise signals. The three are based on the same hardware platform and use different algorithms. When the amount of collected data reaches the requirement, the FPGA generates an interrupt and is processed by the DSP, and the result after the DSP processing is sent to FPGA, and then forward to the receiving device. In the experiment, the system verification was completed through a simulated test environment. Practice has proved that the error of the fast-changing parameter preprocessing device is less than 5%, and there is no frame loss, which has strong practical value.
Key words : preprocessing of rapidly changing parameters；frequency domain signal；CAN_FD interface；DSP；FPGA
0 引言
在我国的航空领域，遥测数据处理系统更多的是对信号的事后处理，没有达到对环境因素的实时分析效果，且多数对遥测数据的实时频域分析仅为固定时间段内或固定指令下的分析值，缺乏连续性和可靠性[1]。速变参数预处理装置采用在线数据预处理技术，对采集数据进行预判筛选，并预处理优先数据，将数据从时域转换到频域，大大压缩了数据传输量，并实时传输频域结果，增加了数据的连续性和可靠性[2]。
目前国内遥测平台采用统一硬件加载不同软件构成重组综合基带，根据功能需求加载相应软件工程，速变参数预处理装置也沿用该技术手段。中北大学的褚建平等基于DSP+FPGA设计了遥测数据实时谱分析卡，实现了对高频振动信号、冲击信号的实时处理，但是该设计没有集成前端的采集模块，仅完成数据处理环节[3-4]；蔡亦清等人针对四轴飞行器的功能要求，提出了基于DSP+FPGA的双核控制器，但硬件接口设计复杂，不利于实现设备小型化[5]。
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作者信息：
任勇峰1，2，王丽蓉1，王淑琴1，刘东海1
(1.中北大学 电子测试技术国家重点实验室，山西 太原030051；
2.中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原030051)
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