[发明专利]一种弹载记录仪测量参数混合组帧方法

说明书

技术领域

本发明涉及导弹飞行参数测量技术领域，具体涉及一种弹载记录仪测量参数混合组帧方法。

背景技术

弹载记录仪用于战术导弹飞行过程中各类参数的采集和存储。

弹载记录仪作为低成本遥测的一种有效手段，主要利用的是数据采集与存储技术。通常采用FPGA器件完成多路开关的切换，A/D转换、数据采集、测量参数混合组帧及形成数据流等功能；采用单片机或DSP作为主控芯片控制FLASH存储器，实现缓存数据流的存储与读取。

目前，在工程设计上，弹载记录仪采集变速率测量参数组帧时，一般需要创建测量参数波道表，将被测参数按照不同的采样速率进行排序后，填充到波道表中。波道表格式如图1所示。

波道表中同时填充有帧同步码、帧尾、副帧ID等“标记字节”以及填充字节等“服务字节”。一般选用速变参数作为主帧，缓变参数作为副帧，数字量参数作为“浮动帧”。按照测量参数的采样速率及通道数目，计算出波道表中各类参数的填充位置，不够的字节使用填充字节填补，在波道表中开辟填充“浮动帧”的窗口，将数字量按照“异步嵌入”方式填充。这种方式存在如下问题和不足：

(1)波道表复杂。当路数过多时，编写波道表过程繁杂，并且当被测参数改变时，又需要重新设计波道表；

(2)“服务字节”过多，每一个全帧均由多种被测参数信息字节拼凑而成，含有大量副帧ID，填充字节，帧尾等“服务字节”，不但提高了采集存储的码速率，而且导致有效信号传输带宽降低；

(3)增加了系统复杂性。按照波道表控制多路开关切换时算法复杂，且多路开关部分硬件电路复杂。

(4)增加了地面数据处理软件的复杂性。回收到存储器存储的被测参数后，按照波道表进行解包，还原相应被测参数的过程复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种弹载记录仪测量参数混合组帧方法，该方法简化帧格式，提高有效信号传输带宽，降低多路开关控制算法及数据处理软件复杂性，且具备一定灵活性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：该方法采用FPGA芯片来接收测量参数，其中数字量测量参数直接通过串口进入到FPGA芯片中，模拟量测量参数则通过顺次连接的多路复用器和A/D转换器进入到FPGA芯片中，最终由FPGA芯片写入到其外接的FLASH存储器中，该方法具体包括如下步骤：

步骤1、采用n通道的A/D转换器，每个通道采用m选一的多路复用器进行扩展；其中m、n均为正整数。

其中模拟量测量参数具有k种采样频率，每种采样频率均有预设的底限，将k种采样频率在不超过其底限的情况下进行调整，获得k种采样频率从大到小排序依次为F₁～F_k，且两相邻项之间为整数倍关系。

步骤2、控制A/D转换器按照mF₁的频率对模拟量测量参数进行采集，采集过程中m选一的多路复用器中的m个通路顺次选通，经过m次采集和A/D转换之后，将转换后的数据打包形成一个全包数据包发送至FPGA芯片中进行组帧。

步骤3、在所述FPGA芯片中依照F₁～F_k的采样频率生成k类触发信号，然后每间隔频率F₁判断触发信号，顺次判别频率F_k、F_k-1、……、F₁所生成的触发信号，并在FPGA芯片中创建第一先入先出缓存区FIFO1，并为FIFO1设置半满标识，设置外接FLASH存储器满一页数据字节大小时触发半满标识。

则当收到F_i对应的触发信号则从所述全包数据包提取出采样频率为F₁～F_i的数据，并添加包头和信息标识从而形成一包数据发往FIFO1；其中i从k依次取到1。

步骤4、在FPGA芯片中创建第二先入先出缓存区FIFO2，FIFO2设置半满标记，FPGA芯片通过串口接收外部输入的数字量测量参数的数据包直接发往FIFO2，其中一个数据包的字节大小触发FIFO2的半满标记。

步骤5、在FPGA芯片中，配置两个GPIO中断为上升沿触发，触发信号分别为FIFO1与FIFO2的半满标志。

在GPIO中断服务程序中，将FIFO1和FIFO2的数据分别写入外接FLASH存储器不同的页面。

进一步地，步骤2中，FPGA芯片通过多路开关切换控制A/D转换器每个通道的切换。