[实用新型]一种模块化设计的机载分布式采集系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及机载分布式数据采集系统，用于采集飞机上多种待测参数。

背景技术

FPGA: Field－Programmable Gate Array，现场可重构门阵列。

1553B：1553B总线是飞机内部的时分、指令/应答多路传输总线。

FC: Fibre Channel，光纤通道。

随着计算机技术和通信技术的发展，机载数据采集系统已从少量数据的采集、记录发展为大容量、大规模数据的实时采集、传输和记录处理，而数据之间都存某种对应关系，这对数据采集系统实时性传输能力与多任务管理能力提出了更高的要求。基于试飞测试采集数据种类多、分布广等特点，采用分布式采集系统得到广泛的共识。

当前国内的专用机载数据采集设备，针对性比较强，对新需求扩展性不强，对不同需求适应性差，不能完全满足当前试飞测试的需求。另外也有一些基于嵌入式的分布式系统在研究，虽然设计比较简单，但存在采集的同步性差、总线数据容量小等问题，不能满足快速发展的机载测试要求。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种可扩展性强的机载分布式采集系统。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种模块化设计的机载分布式采集系统，包括主节点和多个子节点，所述主节点包括主控板和若干块通信转换板，所述通信转换板均与主控板连接；所述子节点包括通信编码板和若干块功能板，所述功能板均与通信编码板连接，所述功能板为采集板、存储板或通信转换板；所述子节点的通信编码板与主节点或上一级子节点的通信转换板连接。

优选的，所述主节点和多个子节点均设置在飞机上的不同位置，所述通信转换板为光电转换板，所述光电转换板与通信编码板通过光纤连接。

优选的，所述主节点还包括时码板，所述时码板与主控板连接，所述时码板用于为主控板提供系统时间信息和秒脉冲。

优选的，所述子节点还包括存储板，所述存储板与通信编码板连接；所述子节点还包括通信转换板，所述子节点的通信转换板与下一级子节点的通信编码板连接；所述采集板包括DI采集板、ADI采集板、视频采集板、1553B采集板、422采集板和以太网采集板中的一种或多种采集板。

优选的，所述系统还包括配置计算机，所述配置计算机通过千兆以太网与主控板连接。

优选的，所述主控板和通信编码板均采用FPGA实现数据的转发和处理。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过采用两级模块化设计即系统采用节点的模块化设计，各节点采用板卡的模块化设计，克服了现有技术中存在的记载采集系统扩展性、适应性差的问题，针对新的需求只需重新开发一款新的采集板卡，而对于系统本身不需要改变，减少的开发成本，最大限度地提高了系统的可扩展性和架构灵活性，即具有可重构性。

另外，本实用新型还通过采用FPGA作为核心处理器件，由于FPGA并行实时特性，不存在嵌入式系统线程调用的不确定性问题，数据传输的延时误差是确定的，通过对系统各节点传输延时测量修正，可保证系统同步采集的精度。各节点之间通过光纤传输数据，保障了数据远距离高速传输的可靠性和稳定性。

本实用新型可广泛应用于各种机载分布式采集系统。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是本实用新型系统第一种实施例的节点拓扑结构示意图；

图2是本实用新型系统第二种实施例的电路架构拓扑图；

图3是本实用新型系统一种实施例的主控板数据转发功能接口示意图；

图4是本实用新型系统一种实施例的通信编码板数据转发功能接口示意图；

图5是本实用新型系统一种实施例的光电转换板数据转发功能接口示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

针对现有机载分布式采集系统适应性不强，同步性差的问题，本实施例设计了一种基于FPGA的可重构的机载分布式实时采集系统。利用FPGA实时并行处理的特点，在实现分布式测量功能基础上，提高了采集的同步性。