[发明专利]一种分布式串并转换控制结构及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及精密电子设备的数字控制领域，尤其涉及一种分布式串并转换控制结构及控制方法。

背景技术

到目前为止，在复杂精密的电子设备中，对终端传感器进行有效的数字控制一直作为一个问题存在。假设每一个射频通道需要X位数控衰减和数控移相数据，则系统波束控制器需要下发一共M×N×X位数据，通过现有的集中控制结构，系统波束控制器需要M×N×X根连接线才可完成对每一个通道的衰减和移相进行独立控制，连接线繁多，提高系统集成的难度并且系统内组件之间互连的可靠性降低，进而提高系统故障率；因此，现有的集中控制方法具有连接复杂，故障率高，排故不易的问题，直接导致系统体积偏大，不易集成，可靠性差，系统内组件的通用性差等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对于现有技术中集成控制结构连接线繁多、集成低、故障率高且不能对组件进行高效控制的问题，提供一种分布式串并转换控制结构，该结构能够有效减少组件之间的连接线，通过开发串并转换芯片配合通道ID的手段完成了系统对末端的独立精确控制，极大提高了系统内组件的通用性和系统的可靠性。

本发明的另一目的是提供一种分布式串并转换控制结构的控制方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供一种分布式串并转换控制结构，包括

系统波束控制器和若干个T/R组件；每个T/R组件包括至少一个射频通道，每个射频通道包括一个数控移相器和数控衰减器；每个射频通道还包括一个配置有芯片ID号的串并转换控制芯片，该串并转换控制芯片与数控移相器和数控衰减器相连接，用以将系统波束控制器下发的通道ID号与芯片ID号进行对比并实现对单个射频通道的衰减和移相的独立控制；所述系统波束控制器通过SPI总线与每个T/R组件相连接，以实现对T/R组件内的每个射频通道的控制；所述SPI总线包括三根连接线，分别为同步时钟CLK、串行数据SN和使能EN。

所述串并转换控制芯片包括依次连接的串行数据接口模块、写入缓存阵列模块、读出缓存阵列模块、16路32选1开关模块和串行自检输出模块。

所述串并转换控制芯片还包括上电复位模块，该上电复位模块与串行数据接口模块、写入缓存阵列模块和读出缓存阵列模块相连接。

所述串并转换控制芯片通过不同的端口连接方式配置芯片ID号，串并转换控制芯片中ID配置位为3位，分别为AD0、AD1和AD2；所述串并转换控制芯片配置有8种芯片ID号，分别是000、001、010、011、100、101、110和111。

上述分布式串并转换控制结构的控制方法包括以下步骤：

（1）对T/R组件内的每一个射频通道配置通道ID号，并与串并转换控制芯片的芯片ID号一一对应；系统波束控制器通过SPI总线下发串行数据到每一个T/R组件，T/R组件内的每一个射频通道同时接收到该串行数据；串行数据中包括每个射频通道的通道ID号。

（2）串并转换控制芯片将芯片ID号与系统波束控制器下发的通道ID号进行对比，如果串并转换控制芯片的芯片ID号与系统波束控制器下发的通道ID号相匹配，则执行系统波束控制器下发的串行数据的串并转换，再通过数控衰减器和数控移相器完成对该射频通道的衰减和移相；如果不匹配，则忽略系统波束控制器下发的串行数据；最终实现对每个射频通道的衰减和移相的独立控制。

所述串行数据的数据包格式为：D4~D0位为通道ID位，接着C4~C0位为写入缓存地址位，最后R15~R0位为衰减移相数据位。

所述串并转换控制芯片的芯片ID号位数小于系统波束控制器下发的通道ID号的位数；系统波束控制器下发的通道ID号中多余的高位被串并转换控制芯片忽略掉。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1）本发明使用分布式结构代替集中控制的结构，通过在结构中使用配置有芯片ID号的串并转换控制芯片，大幅减少组件之间的连接线，并能够通过不同的芯片ID控制不同的T/R组件完成复杂的系统功能，实现了对组件内单个单元的控制，极大提高了系统内T/R组件的通用性和系统的可靠性。

2）本发明的分布式结构采用将末端控制分布在组件通道上的方法，通过开发串并转换芯片配合通道ID的方式完成系统对末端的独立精确控制。

3）本发明结构的组件之间仅使用T/R组件×3根连接线进行数据传输，可有效降低系统集成的难度和提高系统内组件之间互连的可靠性，降低系统故障率。

附图说明

图1为本发明的原理框图。