[發明專利]一種支持遠程加載的分布式波束控制裝置

有效

• 申請號: 201210333770.9
• 申請日: 2012-09-11
• 公開（公告）號: CN102968095A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 張德平;郭世杰;黃慧;沈全成
• 申請（專利權）人: 上海航天測控通信研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種支持遠程加載的分布式波束控制裝置，其特征在于，包括一雷達控制中心、若干個天線列模塊，每個波控分機負責單個天線列模塊的T/R組件的相位控制和狀態監測，并且所述雷達控制中心通過CAN總線發送指令和數據，遠程維護每個分機的程序和數據；所述若干個天線列模塊的個數由構成該裝置的波控分機數量決定；?

處于戰斗模式下，根據控制中心的方位參數，計算列模塊上每個T/R組件的波控碼，完成對應列模塊上T/R組件相位的控制并向控制中心回告BIT監測信息；

處于維護模式下，控制中心通過CAN總線發送數據給對應波控分機，遠程維護其數據和程序；

處于測試模式下，控制中心可以單獨控制列模塊上每個T/R組件的開關狀態、移相角度、頻點在內狀態，方便列模塊測試和維修。

2.如權利要求1所述的支持遠程加載的分布式波束控制裝置，其特征在于：所述波控分機進一步包括CAN總線接口單元、計算單元、配相單元、在線監測單元和在線配置單元，并且：

通過CAN總線接口單元解析控制中心的指令和數據；通過計算單元實現波控碼計算和校驗；通過配相單元將波控碼傳送到天線激勵裝置；通過在線監測單元完成列模塊BIT信息采集和統計；通過在線配置單元，實現控制中心對每個波控分機的遠程數據和程序維護，其進一步為：

在戰斗模式下，計算單元根據的CAN接口單元接收到的方位信息，計算波控碼，通過送數單元向對應的天線列模塊發送配相數據，使波束指向預定的方位,在系統時序控制下,通過CAN總線向控制中心回告BIT信息，完成陣面T/R組件，溫度在內信息的監測；

在維護模式下，通過接收CAN總線發送對應分機的數據，在線配置單元通過SPI總線，將數據寫入FPGA的串行配置芯片中,完成數據和程序的遠程加載和維護；

在測試模式下，根據控制中心的命令,計算單元產生的波控碼可以單獨控制每個T/R組件的開關狀態，根據需要進行初始相位補償、隨機饋相、頻率修正等，方便調試和維修。

3.如權利要求1所述的支持遠程加載的分布式波束控制裝置，其特征在于：各波控分機通過CAN總線與控制中心互聯，上電后各分機通過讀取板上的撥碼開關數值，來進行初始化配置，保證各分機軟硬件一致，響應不同的CAN數據和指令。

4.如權利要求1所述的支持遠程加載的分布式波束控制裝置，其特征在于：FPGA的配置芯片的空間通過設置合適的地址偏移將FPGA配置芯片劃分為配置數據區和通用存儲區，通過在NIOS?II軟核中加入EPCS?控制器核，方便的訪問通用存儲區中的數據。

5.如權利要求1所述的支持遠程加載的分布式波束控制裝置，其特征在于：該裝置通過進入測試模式狀態下，CAN總線接口單元接收控制中心發送到CAN網絡上的更新數據，在線配置單元通過SPI總線協議將這些程序和數據更新到FPGA的配置芯片中，以實現程序和數據的遠程加載。

6.如權利要求1所述的支持遠程加載的分布式波束控制裝置，其特征在于：波控分機包括單片機、FPGA和串行配置芯片三部分，單片機選用C8051F04X系列單片機，該系列器件配備了控制器局域網控制器和UART串口，在器件的CAN接口處添加CAN收發器連入CAN網絡，串口采集激勵模塊送來BIT和溫度在內的檢測信息，FPGA采用Cyclone?II系列的EP2C15，通過配置NIOS?II軟核來完成浮點運算，以實現計算單元功能，外圍串行配置芯片采用EPCS16，FPGA配置程序外的剩余空間作為通用數據區，存儲運算所需的數據，以通過單片機中在線配置模塊來讀寫。

7.如權利要求1所述的支持遠程加載的分布式波束控制裝置，其特征在于，在線配置單元通過SPI總線與串行配置器件EPCS16相連，C8051F器件的SPI總線的SCK、MOSI、MISO、NSS分別連接至EPCS器件的DCLK、ADSI、DATA、nCS，在SPI相應的時序下，數據和程序更新信息被寫入串行配置器件中完成在線配置，重新加電后，FPGA從串行配置芯片中，加載新的配置文件，計算單元從通用數據區中讀取新的計算數據。

8.如權利要求1所述的支持遠程加載的分布式波束控制裝置，其特征在于，基于NIOS?II?CPU的片上系統主要包括EPCS控制器核用于通用存儲區數據的訪問，JTAG?UART?核用于系統調試，Onchip?Memory用于系統內存，PLL核用于系統時鐘，定時器用于定時中斷，PIO核用于并行數據的輸入輸出以及中斷控制，計算單元以NIOS?II?CPU為處理器，根據指令中的工作模式、波束指向、波束寬度和工作頻率在內的參數，進行基本波控碼計算、相位碼修正以及波控碼校驗和拼合。