[發明專利]高精度多路數據同步采集裝置

有效

• 申請號: 201410765117.9
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN104408001A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 趙琳;陳曉博;黃衛權;劉源;王藝鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F13/20
• 分類號: G06F13/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳昕

技術領域

本發明涉及高精度多路數據同步采集技術。

背景技術

隨著電子技術和計算機技術的不斷發展，船舶測試系統的數字化、集成化程度越來越高，測試系統也越發復雜，高精度的船舶系統測試，對系統中多路被測設備數據的同步采集性提出了更高的要求。傳統船舶使用的數據同步采集裝置多采用GPS秒脈沖信號直接轉發方式同步錄取信息，同步性能為微秒量級，同步性較差；對外部數據進行錄取的接口部分多采用若干塊串口卡實現，接口部分幾乎占據一個機箱的體積，硬件集成度不高；采用普通的串行總線技術，數據傳輸速率和穩定性較差；采用單個機械硬盤存儲，防震能力差，沒有冗余的備份配置。

發明內容

本發明的目的是為了解決船舶測試系統中的數據同步采集裝置同步性能差、硬件集成度低、數據傳輸速率低并且穩定性差的問題，提供一種高精度多路數據同步采集裝置。

本發明所述的高精度多路數據同步采集裝置包括GNSS設備、高精度多路授時模塊、接口模塊、高速光纖串行總線、工業控制主機和大容量固態硬盤；

接口模塊包括一號FPGA電路和二號FPGA電路，所述一號FPGA電路的配置文件輸入/輸出端連接二號FPGA電路的配置文件輸出/輸入端；

所述的GNSS設備的GPS秒脈沖信號輸出端連接高精度多路授時模塊的GPS秒脈沖信號輸入端，高精度多路授時模塊共包括n+1個TTL電平秒脈沖信號輸出端，其中一個輸出端用于連接基準設備的TTL電平秒脈沖信號輸入端，另外n個輸出端分別連接n臺被試設備的TTL電平秒脈沖信號輸入端；

該高精度多路授時模塊還同時將TTL電平秒脈沖信號通過高速光纖串行總線發送給工業控制主機；

基準設備的測試信號輸出端和每臺被試設備的測試信號輸出端分別連接一號FPGA電路的一個測試信號輸入端，該一號FPGA電路將測試數據處理后通過高速光纖串行總線發送至工業控制主機；

大容量固態硬盤與工業控制主機連接。

本發明使用高精度多路授時模塊能夠大幅度提升數據同步采集裝置的同步性能(同步性能達到ns量級)，與傳統的直接轉發GPS秒脈沖信號的方式相比，同步性能提高了兩個數量級；使用FPGA設計制作的接口模塊只有一塊電路板，使硬件的集成化得到進一步提升，體積大大減小；使用高速光纖串行總線提高了信息傳輸速率和可靠性，使用三塊大容量的固態硬盤使存儲存儲設備具備了防震能力，并且使存儲具有了冗余功能。

附圖說明

圖1為本發明所述的高精度多路數據同步采集裝置的原理框圖；

圖2為實施方式中的高精度多路授時模塊的原理框圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的高精度多路數據同步采集裝置包括GNSS設備1、高精度多路授時模塊2、接口模塊3、高速光纖串行總線4、工業控制主機5和大容量固態硬盤6；

接口模塊3包括一號FPGA電路3-1和二號FPGA電路3-2，所述一號FPGA電路3-1的配置文件輸入/輸出端連接二號FPGA電路3-2的配置文件輸出/輸入端；

所述的GNSS設備1的GPS秒脈沖信號輸出端連接高精度多路授時模塊2的GPS秒脈沖信號輸入端，高精度多路授時模塊2共包括n+1個TTL電平秒脈沖信號輸出端，其中一個輸出端用于連接基準設備7的TTL電平秒脈沖信號輸入端，另外n個輸出端分別連接n臺被試設備8的TTL電平秒脈沖信號輸入端；

該高精度多路授時模塊2還同時將TTL電平秒脈沖信號通過高速光纖串行總線4發送給工業控制主機5；

基準設備7的測試信號輸出端和每臺被試設備8的測試信號輸出端分別連接一號FPGA電路3-1的一個測試信號輸入端，該一號FPGA電路3-1將測試數據處理后通過高速光纖串行總線4發送至工業控制主機5；

大容量固態硬盤6與工業控制主機5連接。