[发明专利]一种带隔离的双余度机载雷达通信方法及装置

说明书

本发明公开了一种带隔离的双余度机载雷达通信方法及装置，所述方法通过双路CAN总线与载机系统完成系统通信，可根据载机的总线拓扑情况，自主选择外部冗余或者内部冗余。当载机也为双路总线时，可直接与该装置两两互联，由载机进行外部总线冗余控制，此时的冗余控制策略由载机端控制；当载机为单路总线时，该装置通过双节点连接到外部总线上，进行装置内部冗余，此时的冗余控制策略由装置内部控制。所述装置以现场可编程门阵列FPGA为核心，通过FPGA完成总线协议转换和冗余信息选择，并将数据送入数字信号处理器DSP进行计算和处理。同时，该装置针对机载雷达内部通信的并口或串口通信，也进行了隔离冗余，保证了信息传输的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种嵌入式通信技术领域，尤其涉及的是一种带隔离的双余度机载雷达通信装置。

背景技术

机载雷达一般是指搭载在有人机或者无人机上的雷达设备，一般作为载机的有效载荷，从载机接收控制信息以及载机自身的姿态和导航信息。由于其特殊的工作环境和任务要求，对机载雷达通讯系统的传输速率及可靠性的要求日益提高。

目前常用的机载雷达与载机的通讯方式主要为RS422/RS485总线、1553B总线、CAN总线等多种方式。其中RS422/RS485总线为最早使用的总线形式，拥有良好的抗共模干扰的能力，但是其总线结构比较简单，在实际的机载复杂干扰环境中，传输误码率较高，同时，其传输速率较低，不能满足传输数据量日益增大的要求，目前该方式一般都作为雷达内部的传输总线使用。在当前机载环境下使用较多的为1553B总线，该总线为航空专用总线，在机载环境下使用已经很成熟，同时自带双余度的总线结构，在通信可靠性上有很大优势，但是由于其采用指令/相应式的传输方式，系统响应时间较大，并且随着系统节点数增加而增大，实际的有效传输速率要远低于1M/s，同时，1553B总线对物理层设备有统一的要求，大多设备价格较贵，实现成本较高，总线功耗也较大。CAN总线最早使用在汽车上，稍晚于1553B总线，它总线功耗低，实现成本也较低，自身也具备一定的容错性，其采用的位仲裁传输方式，能够极大提高总线的响应时间，提高实际的有效传输速率，所以也愈来愈多出现在航空或者航天通信系统中。

但由于CAN总线对其物理层没有统一的规定，对总线的阻抗控制需要各节点之间协调设计，同时，总线自身并不支持冗余，而其总线通讯电缆和接口芯片之间为直接耦合，没有变压器隔离，所以其可靠性相对差一点，同时也不满足航空、航天设备的互连要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：上述机载雷达与载机的通讯方式存在总线结构简单，抗干扰能力不强，传输效率低，成本高和功耗大，总线本身不支持冗余，与总线连接信号没有隔离，可靠性差等。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括一种带隔离的双余度机载雷达通信方法，包括以下步骤：

(1)载机与通信装置之间通过双路CAN总线连接，CAN总线接口根据载机总线拓扑结构选择外部冗余或者内部冗余控制策略；当载机为双路总线结构时，冗余控制策略由载机端控制；当载机为单路总线时，冗余控制策略由装置内部控制；

(2)当载机为双路总线结构时，通信装置直接连接两路CAN总线上，载机选择工作总线及备份总线并以广播模式通知总线上的所有节点，并实时查询节点工作状态；当某个设备的备份节点不能正常回馈指令时，载机通过工作总线令备份节点复位，否则上报故障并维修；当某节点故障时，若备份总线上的设备正常就立刻切换到该总线，并令故障总线复位或报故障；当两条总线都故障时就结束任务并维修；