[發(fā)明專利]一種基于雙SoC架構SiP模塊的四核飛控計算機

有效

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• 申請日: 2016-10-26
• 公開（公告）號: CN106527261B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設計）人: 陳明欣;鄭宇;李冰;黃曉明;陳加林;丁波;宋長哲;吳翔;韓明晶;王歡
• 申請（專利權）人: 湖北航天技術研究院總體設計所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方放

本發(fā)明公開了一種基于雙SoC架構SiP模塊的四核飛控計算機，本發(fā)明針對飛控計算機總體結構與功能框架上進行優(yōu)化，以2片雙SoC架構SiP模塊替代由大量獨立封裝電子元器件搭建傳統(tǒng)飛控計算機核心控制電路。本發(fā)明采用模塊化設計思路，整個飛控計算機包括控制模塊、時序模塊、配電模塊三部分，能夠完成飛行器導航、制導、姿態(tài)控制計算，火工品管制機構安全和工作狀態(tài)采集，開關量、電壓量測量，時序控制，配電控制，總線調度，通信管理，信息存儲等工作。本發(fā)明降低設計難度，縮短研發(fā)周期，提高穩(wěn)定性、集成度，對促進飛控計算機集成化、模塊化、通用化、輕小化、標準化、提升飛行器控制系統(tǒng)性能，飛行器作戰(zhàn)性能具有重要意義。

技術領域

本發(fā)明屬于航天控制領域，更具體地，涉及一種基于雙SoC(系統(tǒng)級芯片)架構SiP(系統(tǒng)級封裝)模塊的四核飛控計算機。

背景技術

飛控計算機作為飛行器控制系統(tǒng)的核心，是飛行器發(fā)射與飛行控制的“指揮中樞”。

目前，國內外研制出的飛行器飛控計算機大多基于單片DSP(數(shù)字信號處理器)架構，并通過采用種類繁多的獨立封裝電子元器件，在印制電路板上搭建出復雜的電路系統(tǒng)。這種方式已經難以滿足飛行器對飛控計算機處理性能、通信效率、信息存儲、研發(fā)周期、穩(wěn)定性、可靠性、實用性、體積、重量、功耗、成本等諸多方面的要求。近年來，航天領域已研制出部分基于雙DSP架構的雙核飛控計算機。該類飛控計算機應用了高性能SoC、FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)、ASIC(專用集成電路)，大容量SDRAM(同步動態(tài)隨機存儲器)、FLASH(閃存)等集成電路芯片，并通過RS-422/485總線、CAN總線、1553B總線等通信網(wǎng)絡實現(xiàn)飛行器控制系統(tǒng)或電氣系統(tǒng)檢查、測試與控制。然而，此類飛控計算機仍面臨吞吐能力、功能密度、集成度、實時性、模塊化、通用化、輕小化等方面的挑戰(zhàn)，這很大程度上制約了飛行器的作戰(zhàn)性能。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種基于雙SoC架構SiP模塊的四核飛控計算機系統(tǒng)，其目的在于通過對飛控計算機總體結構與功能框架進行優(yōu)化，并以2片雙SoC架構SiP模塊替代由大量獨立封裝電子元器件搭建的傳統(tǒng)飛控計算機核心控制電路，設計、研制一種四核飛控計算機，由此解決現(xiàn)有技術中集成度、通用性和模塊化不夠的問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于雙SoC(系統(tǒng)級芯片)架構SiP(系統(tǒng)級封裝)模塊的四核飛控計算機，該計算機包括以下模塊：

控制模塊，包括一主SiP(系統(tǒng)級封裝)子模塊和一從SiP子模塊，主從SiP子模塊為相同器件；主SiP子模塊用于飛行控制計算、對時序模塊和配電模塊發(fā)送控制命令、接收時序模塊和配電模塊的電壓測量信號、回采時序模塊的時序信號、與飛行器進行通信；從SiP子模塊用于組合導航計算和進行在線飛行軌道規(guī)劃；

時序模塊，用于接收控制模塊發(fā)送的時序控制指令，用以控制時序模塊上的固態(tài)繼電器動作；輸出時序管制信號至飛行器；輸出時序控制回采信號和時序輸出回采信號至控制模塊；

配電模塊，用于為飛行器控制系統(tǒng)母線和火工品母線供電，實現(xiàn)緊急斷電和火工品母線管制；接收地面測發(fā)控系統(tǒng)發(fā)出的轉電斷電控制，向地面測發(fā)控系統(tǒng)發(fā)送轉電斷電指示信號。

進一步地，所述主SiP子模塊，包括第一SoC(系統(tǒng)級芯片)、第二SoC和第一FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)：

所述第一SoC用于：

通過第一SoC上集成的1553B總線控制器，外接1553B總線收發(fā)器和隔離變壓器，搭建雙通道1553B總線接口，構成整個飛行器控制系統(tǒng)的1553B總線通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)飛控計算機和飛行器的通信，包括將飛行控制計算結果、組合導航計算結果和進行線飛行軌道規(guī)劃結果傳輸至飛行器；

通過第一SoC上集成的UART(通用異步收發(fā)傳輸器)，外接RS-422/485收發(fā)器，形成全雙工RS-422總線差分通信接口，實現(xiàn)飛控計算機與飛行器組合導航設備進行通信；