[发明专利]一种三冗余接口电路及同步方法

说明书

本发明的三冗余接口电路包含结构完全相同的第一接口电路、第二接口电路和第三接口电路。每一个接口电路都包括传感器数据采集模块、总线协议通信模块和FPGA模块。每个FPGA模块都周期性地产生同步脉冲信号，发送给其它两路接口电路中的FPGA模块。这样在每个FPGA模块可以收到三个同步脉冲信号，FPGA模块将对这三个同步脉冲信号进行“三取二”的判读，该判读判的是同步脉冲信号到来的先后顺序。FPGA模块每当收到两个来自不同接口电路的同步脉冲信号时，控制总线协议通信模块将数据包发送给导航计算机，当FPGA模块收全来自三个接口电路的三个同步脉冲信号时，再重新启动新一轮的的判读。

技术领域

本发明涉及一种运载火箭与航天器惯性测量组合系统,尤其涉及一种三冗余接口电路同步方法。

背景技术

惯性测量组合系统是运载火箭和航天器的核心部件，直接关系到任务的成败，因此对于测量组合系统的可靠性提出了极高的要求。

为了提高可靠性，测量组合系统中会对重要部件采用器件级冗余技术。这一技术在电路中的体现，就是采用三冗余接口电路。三冗余接口电路采集同样的惯性传感器数据并按协议打包后，发送给导航计算机。而导航计算机中将对三个接口电路发来的数据进行3取2的判读，这样可以保证一个接口电路发生故障时，导航系统仍然能够正常工作。

但是三冗余方案因为要进行判读，因此对接口电路的数据同步性提出了很高的要求。即导航计算机在同一时刻采集到的三个接口电路的数据必须是一致的，如果三个数据不一致，将会在三取二判读时导致误判。

数据同步的核心即使采集时间的一致，数据同步性需要由时间同步措施来保证。目前常用的三冗余时间同步方案，通常要借助外部电路的同步指令来对三冗余电路进行时间同步和校准。这种方案增加了外部导航电路的复杂性，成本较高；而且对于外部同步指令过于依赖，一旦同步指令错误，三冗余电路将同时故障，存在单点，可靠性不足。

综上，目前惯性测量组合系统中常用的三冗余同步方案存在成本高、存在单点、可靠性不足的问题，需要进一步解决。

发明内容

本发明提供一种惯性测量组合中的三冗余接口电路同步方法，能够解决最关键的时间同步问题，成本低、可靠性高、简单易行。

本发明三冗余接口电路包含：第一接口电路、第二接口电路和第三接口电路；

所述第一接口电路包含：第一传感器数据采集模块、第一总线协议通信模块及第一FPGA模块；

所述第二接口电路包含：第二传感器数据采集模块、第二总线协议通信模块及第二FPGA模块；

所述第三接口电路包含：第三传感器数据采集模块、第三总线协议通信模块及第三FPGA模块；

第一传感器数据采集模块、第二传感器数据采集模块、第三传感器数据采集模块的输入端各与惯性传感器的输入端连接，输出端各与各自接口电路的FPGA模块连接；

第一FPGA模块、第二FPGA模块、第三FPGA模块各通过各自的总线协议通信模块来连接到导航计算机，且第一FPGA模块的一输出端与第二FPGA模块、第三FPGA模块的一输入端连接，第二FPGA模块一输出端与第一FPGA模块、第三FPGA模块的一输入端连接，第三FPGA模块一输出端与第一FPGA模块、第二FPGA模块的一输入端连接，且每一个FPGA模块的一输出端与各自FPGA模块的一输入端连接。

本发明同步方法包括以下步骤：

步骤1、每个FPGA模块都周期性地产生同步脉冲信号，发送给其它两路接口电路中的FPGA模块，以及各自的FPGA模块输入端；

步骤2、重启计时器；

步骤3、判断是否在1.5个周期内收到两个不同FPGA模块的同步脉冲；若是则进行步骤4；若不是，则进行单个FPGA模块的工作模式；