[发明专利]一种无人机异构设备统一接入与协议转换板卡

说明书

本发明提供一种无人机异构设备统一接入与协议转换板卡，所述板卡包括FPGA模块、电源模块、时钟模块、光电转换模块、存储模块、接口电路模块、连接器模块；所述板卡支持SDI、CAN、异步RS422、同步RS422、1000Base‑T以太网口、光纤Rapid和PCIe接口；所述板卡提供PCIe接口为接入板卡与任务计算机的主处理卡的统一互联接口；所述板卡支持各种接口的物理电平转换为通用TTL电平；所述板卡支持各种接口的物理层协议及传输协议解析；所述板卡支持各种接口的数据并行收发。本发明满足机载设备接口多样化的需求；简化了设备接入系统的设计开发；提高了设备间传输数据的效率；支持载荷设备的灵活使用。

技术领域

本发明涉及无人机机载计算机领域，具体涉及一种无人机机载异构设备统一接入与协议转换板卡。

背景技术

现有无人机系统通常需要将多种子设备进行互联，包括飞控设备、任务计算机、通信设备、以及大量的任务载荷(装备到飞机上完成某种任务的设备)。传统方法采用点对点的方式将需要互联的设备进行连接，如采用异步RS422接口连接传输小数据量的设备，采用同步RS422接口连接传输大数据量的设备；或采用总线技术将设备连接至一主控计算机。随着机载计算机处理性能的提高及机载设备的发展，现有机载设备的互联方法已经不能满足机载系统的需求。

近年来无人机系统飞速发展，除了需要将多种设备与任务计算机互联，还需要搭载越来越多种类的任务载荷，实现不同应用功能，并有同时装载多种载荷使无人机实现多功能一体化的需求。设备接口类型各异，已有系统固定静态接口类型及数量无法满足接口类型及数量多样及动态可变的需求；其次，无人机机载设备之间的通信拓扑针对具体应用在设计过程中已经确定，在适配设备的过程中，需要为不同的设备设计不同的软件、硬件系统，一旦更换设备、增加设备，甚至需要重新设计硬件接口电路及相应驱动程序，系统维护代价高且设备之间难以兼容。

无人机系统连接多种异构设备，设备接口繁多，但无人机的承载能力有限，且任务执行不可能搭载所有设备，且统一接入板支持有限种类及数量的接口类型。

发明内容

针对以上缺陷，为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种无人机载设备统一接入无人机任务计算机的接入板卡，使得通过统一接入板卡，无人机可以搭载异质异构的多种设备，接入系统时间更快，开发时间更短，数据传输效率更高，设备可灵活加载并更换。

本发明的技术方案为：一种无人机异构设备统一接入与协议转换板卡，所述板卡包括FPGA模块、电源模块、时钟模块、光电转换模块、存储模块、接口电路模块、连接器模块；所述板卡支持SDI、CAN、异步RS422、同步RS422、1000Base-T以太网口、光纤Rapid和PCIe接口；所述板卡提供PCIe接口为接入板卡与任务计算机的主处理卡的统一互联接口；所述板卡支持各种接口的物理电平转换为通用TTL电平；所述板卡支持各种接口的物理层协议及传输协议解析；所述板卡支持各种接口的数据并行收发。

进一步地，一种无人机异构设备统一接入与协议转换板卡支持同步RS422、异步RS422、CAN接口通过PCIe数据通道的数据收发，单次传输数据块大小为用户指定，最大4KByte，并保证设备数据帧完整传输。所述板卡支持SDI、1000Base-T、Rapid板接口通过PCIeDMA数据通道的数据收发,单次传输的数据块大小为4KByte，并保证设备数据完成传输。

进一步地，一种无人机异构设备统一接入与协议转换板卡支持一路同步RS422到另一路同步RS422接口的数据透传。

进一步地，一种无人机异构设备统一接入与协议转换板卡支持PCIe接口用于设备接入接口的协议转换。

进一步地，一种无人机异构设备统一接入与协议转换板卡具有对应的Linux驱动程序，提供PCIe接口驱动及设备互联接口的数据收发操作。