一种机载型高速PCM数据采集、记录装置及方法

技术领域

本发明属于试飞测试技术领域，尤其涉及一种机载型高速PCM数据采集、记录装置及方法。

背景技术

在飞行试验及其他领域中，数据采集、记录和遥测监控中，较多使用PCM(脉冲编码调制，Pulse Code Modulation)帧作为数据的封装形式，PCM速率由几十Kbps到32Mbps不等，对于PCM数据进行可靠、安全、完整地采集和记录是进行数据回放和分析的必要能力。由于数据记录的可靠性和稳定性是需要绝对保证的，数据的丢失或者错误可能导致整个试验的无效，因此对于不同速率PCM数据，尤其是高速PCM数据，采集、记录系统需要进行特殊的设计。

发明内容

为了解决高速PCM数据的采集记录的稳定、可靠采集和记录，本申请提供一种机载型高速PCM数据采集、记录装置及方法，所述技术方案如下：

根据本发明的第一方面，提出一种机载型高速PCM数据采集、记录装置，包括：机箱、底板总线、二次供电板卡、PCM接口板卡、主控制板卡、存储板卡；所述机箱的输入端为PCM数据流以及外界电源；所述底板总线、二次供电板卡、PCM接口板卡、主控制板卡、存储板卡安装于所述机箱内；所述底板总线通过机械螺钉安装于机箱的底部，将所述机箱、二次供电板卡、PCM接口板卡、主控制板卡、存储板卡互相连接；

所述机箱为底板总线、二次供电板卡、PCM接口板卡、主控制板卡、存储板卡提供机械安装接口及防护外壳；所述机箱上设置有信号插头和供电插头，信号插头和供电插头与所述底板总线连接；所述机箱上设置系统状态指示灯，表示设备上电、记录、接收信号状态，状态指示灯与所述底板总线连接；所述机箱为装置提供散热。

所述底板总线采用CPCI标准总线接口形式，为二次供电板卡、PCM接口板卡、主控制板卡、存储板卡提供供电、控制、数据交互连接。

所述二次供电板卡接收外部电源并将电源进行二次转化，为装置中各板卡正常工作提供供电；其输入与机箱上的供电插头连接，输出与底板总线连接；所述二次供电板卡由输入滤波电路、DC/DC转换电路、输出滤波电路构成。

优选的，所述二次供电板卡还提供了超级电容，提高供电品质。

所述PCM接口板板卡具有不少于两个PCM接口和PCI-E接口，均与底板总线连接；PCM接口板卡可接收包括但不限于NRZ-L、NRZ-M、NRZ-S、BiΦ-L、BiΦ-M、BiΦ-S码型，RS422电平或TTL电平，速率高达32Mbps的PCM数据；PCM接口板卡通过PCI-E接口所需采集PCM数据流信息，并将采集数据传输至主控制板卡；

所述主控制板卡具有网络、PCI-E、SATA等接口，均与底板总线连接；网络接口用于数据传输和参数配置使用，PCI-E用于主控制板卡对PCM接口板卡配置信息的传输，以及所采集PCM数据的获取。SATA接口通过底板总线与存储模块连接；

所述存储板卡具有SATA接口，与底板总线连接，外形为2.5英寸磁盘。

优选的，存储板卡的容量不小于1TB。

高速PCM数据的采集、记录方法包括：

第一步：主控制板卡由人工配置所需采集PCM数据流的信息，并将配置信息传输至PCM接口板卡中；

第二步：主控制板卡申请DMA操作地址配置到PCM接口板卡；

第三步：PCM接口板卡进行PCM信号解码，并配置双FIFO缓冲队列，，将解码数据在两个FIFO缓冲队列交替写入，实现高速PCM数据的可靠缓存；

第四步：待某个FIFO缓冲队列写满后，使用DMA操作，将PCM数据快速传输至主控制板卡的板载内存中，同时PCM接口板卡切换FIFO缓冲队列；

第五步：主控制板卡在板载内存中配置大的缓冲区，待缓冲区满时，将板载内存中缓冲数据异步的写入存储板卡中；

第六步：重复第二步至第五步。

本发明带来的有益效果

本发明实现了机载高速PCM数据的可靠采集和记录，为飞行试验提供了试验测试数据的可靠记录手段。

本发明在航空飞行试验中具有显著应用前景。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种高速PCM数据采集、记录装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种高速PCM数据采集、记录装置与方法中的高速PCM数据的采集、记录方法流程图；

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施方案对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例中，如图1所示，该装置包含一种机载型高速PCM数据采集、记录装置，包括：机箱190、底板总线180、二次供电板卡140、PCM接口板卡150、主控制板卡160、存储板卡170；机箱190的输入端为PCM数据流以及外界电源；底板总线180、二次供电板卡140、PCM接口板卡150、主控制板卡160、存储板卡170安装于所述机箱内；底板总线180通过机械螺钉安装于机箱190的底部，将机箱190、二次供电板卡140、PCM接口板卡150、主控制板卡160、存储板卡170互相连接；

机箱为底板总线180、二次供电板卡140、PCM接口板卡150、主控制板卡160、存储板卡170提供机械安装接口及防护外壳；机箱190上设置有信号插头110和供电插头120，信号插头110和供电插头120与底板总线180连接；机箱190上设置系统状态指示灯130，表示设备上电、记录、接收信号状态，状态指示灯与底板总线180连接；机箱190为装置提供散热。

具体的，本实施例中信号插头和供电插头为158厂生产的防差错、自锁航空接插件。

具体的，本实施例中状态指示灯为3颗绿/橙双色灯。

底板总线180采用CPCI标准总线接口形式，为二次供电板卡140、PCM接口板卡150、主控制板卡160、存储板卡170提供供电、控制、数据交互连接。

二次供电板卡140接收外部电源并将电源进行二次转化，为装置中各板卡正常工作提供供电；其输入与机箱上的供电插头连接，输出与底板总线连接；所述二次供电板卡140由输入滤波电路、DC/DC转换电路、输出滤波电路构成。

PCM接口板卡150具有不少于两个PCM接口和PCI-E接口，均与底板总线180连接；PCM接口板卡150可接收包括但不限于NRZ-L、NRZ-M、NRZ-S、BiΦ-L、BiΦ-M、BiΦ-S码型，RS422电平或TTL电平，速率高达32Mbps的PCM数据；PCM接口板卡150通过PCI-E接口所需采集PCM数据流信息，并将采集数据传输至主控制板卡160。

主控制板卡160具有网络、PCI-E、SATA等接口，均与底板总线180连接；网络接口用于数据传输和参数配置使用，PCI-E用于主控制板卡对PCM接口板卡150配置信息的传输，以及所采集PCM数据的获取。SATA接口通过底板总线180与存储模块170连接；

存储板卡170具有SATA接口，与底板总线180连接，外形为2.5英寸磁盘。

具体的，本实施例中存储板卡的容量为1TB。

实施例2

如图2所示，一种机载型高速PCM数据采集、记录方法。高速PCM数据的采集、记录方法包括：

第一步210：主控制板卡由人工配置所需采集PCM数据流的信息，并将配置信息传输至PCM接口板卡中；

第二步220：主控制板卡申请DMA操作地址配置到PCM接口板卡；

第三步230：PCM接口板卡进行PCM信号解码，并配置双FIFO缓冲队列，，将解码数据在两个FIFO缓冲队列交替写入，实现高速PCM数据的可靠缓存；

第四步240：待某个FIFO缓冲队列写满后，使用DMA操作，将PCM数据快速传输至主控制板卡的板载内存中，同时PCM接口板卡切换FIFO缓冲队列；

第五步250：主控制板卡在板载内存中配置大的缓冲区，待缓冲区满时，将板载内存中缓冲数据异步的写入存储板卡中；

第六步260：重复第二步至第五步。

本发明带来的有益效果是实现了机载高速PCM数据的可靠采集和记录，为飞行试验提供了试验测试数据的可靠记录手段。

本发明在航空飞行试验中具有显著应用前景。