[发明专利]一种基于SpaceWire接口的光纤陀螺实时数据采集卡

权利要求书

1.一种基于SpaceWire接口的光纤陀螺实时数据采集卡，一端连接具有RS422接口的光纤陀螺，另一端通过SpaceWire接口连接SpaceWire设备；数据采集卡不间断实时采集光纤陀螺的数据，等待SpaceWire设备读取；其特征在于：所述的数据采集卡包括FPGA和外围电路；所述的外围电路包括：MAX3491芯片，电源转换芯片组，配置PROM和外部时钟；

所述的MAX3491芯片同时连接光纤陀螺和FPGA；将光纤陀螺的RS422电平信号转换成TTL电平信号输送给FPGA；

FPGA内部包含4个模块：数据采集模块，串并数据转换模块，存储模块和SpaceWire目标节点模块；

数据采集模块采集TTL电平信号，通过数字时钟管理单元DCM来实现对外部时钟的变频，数据采集模块通过光纤陀螺的采集频率对光纤陀螺的串行数据进行不间断采集，并不间断依次输送给串并数据转换模块；

串并数据转换模块的功能为将串行的光纤陀螺数据转换为并行的光纤陀螺数据包；串并数据转换模块将串行的二进制数据进行分段，将每一段打成一个光纤陀螺数据包；当光纤陀螺数据包完成后，串并数据转换模块将存储模块的写使能信号“WR_EN”置“1”，同时将该段光纤陀螺数据包存放至存储模块，开始采集下一段光纤陀螺数据；

存储模块采用FPGA内部生成的异步双端口RAM，当写使能信号“WR_EN”置“1”时，光纤陀螺数据包会通过“写数据”通道进入异步双端口RAM中，当前地址数据写满后，地址会自动加1，直到将光纤陀螺数据包全部写入至异步双端口RAM，存储模块继续等待下一个光纤陀螺数据包，当下一段完整的光纤陀螺数据包写入后，覆盖掉之前的光纤陀螺数据包；

当某个SpaceWire设备需要当前的光纤陀螺数据时，给SpaceWire目标节点模块发送RMAP读命令包，经过SpaceWire目标节点模块解析后，将存储模块读使能信号“RD_EN”置“1”，SpaceWire目标节点模块访问存储模块，读取存储模块中的光纤陀螺数据包，通过“读数据”通道将光纤陀螺数据包传输给SpaceWire目标节点模块；采集完光纤陀螺数据包后，SpaceWire目标节点模块生成RMAP读应答包发送回该SpaceWire设备。

2.如权利要求1所述的一种基于SpaceWire接口的光纤陀螺实时数据采集卡，其特征在于，所述的SpaceWire设备对光纤陀螺数据的采集采用SpaceWire应用层协议——远程存储访问协议(RMAP)实现。

3.如权利要求1所述的一种基于SpaceWire接口的光纤陀螺实时数据采集卡，其特征在于，所述的电源转换芯片组包括芯片TPS79333、芯片TPS79318和芯片LP503，为数据采集卡供电；

所述的外部时钟采用了20MHz的晶振，产生时钟信号输送给FPGA；

所述的配置PROM采用XCF32PFS48芯片，存放FPGA的配置信息。

4.如权利要求1所述的一种基于SpaceWire接口的光纤陀螺实时数据采集卡，其特征在于，所述的数据采集模块采集TTL电平信号具体为：通过FPGA内部IP资源——数字时钟管理单元DCM来实现对外部时钟的变频，也就是20MHz的晶振产生的时钟信号通过DCM产生与光纤陀螺采集频率相同的时钟信号，并将该时钟信号传输给数据采集模块，数据采集模块按照光纤陀螺的采集频率进行采集；采集的光纤陀螺数据为连续的串行二进制数据。

5.如权利要求1所述的一种基于SpaceWire接口的光纤陀螺实时数据采集卡，其特征在于，所述的串并数据转换模块具体为：该模块将串行的二进制数据分段，每80位为一段，每一段依次用比特位bit0-bit79打成一个光纤陀螺数据包，当串并数据转换模块收到光纤陀螺数据包中的一个二进制数据时，将该二进制数据赋值至对应的输出比特位；

当光纤陀螺数据包完成后，串并数据转换模块将存储模块写使能信号“WR_EN”置“1”，串并数据转换模块将该段光纤陀螺数据包存放至存储模块，允许存储模块读取当前段的光纤陀螺数据包；同时开始采集下一段光纤陀螺数据，当下一个光纤陀螺数据包中第一个二进制数据到来时，将存储模块写使能信号“WR_EN”信号置“0”，禁止存储模块采集数据。