一种MПИ总线控制与信息记录方法及系统与流程

本发明涉及总线控制与数据处理技术领域，具体涉及一种mпи总线控制与信息记录方法及系统。

背景技术：

苏式飞机采用俄制原装的火控雷达，它由控制中心计算机通过mпи(qbus)总线和雷达的其他部件进行通讯，交换数据，驱动雷达进行工作。为了研究分析雷达工作情况，需要对雷达工作过程中产生的总线数据进行必要的分析总结，同时需要模拟控制计算机对雷达发送相关控制指令进行测试。因此需要有一项技术能够在不影响雷达工作的情况下接入雷达控制总线，采集雷达工作数据同时能够模拟总线主设备对mпи(qbus)总线进行控制完成特定操作。

针对苏式雷达的数据分析与测试，以往使用逻辑分析仪和示波器采集电平信号来实现，传统方法存在以下主要缺点：

1)逻辑分析仪和示波器价格昂贵；

2)逻辑分析仪和示波器体积和重量大，不便于外场携带；

3)传统方法在数据采集过程中容易产生毛刺，对数据分析起到较大干扰作用，导致数据分析不准确；

4)传统方法无法滤除无效数据，容易干扰数据分析；

5)传统方法存储数据信息为模拟电平信息，后期进行数据分析极为不便；

6)传统方法只能被动接收数据，无法模拟主设备对总线进行控制。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种mпи总线控制与信息记录方法及系统，实时采集mпи(qbus)总线的信息，包含地址、数据、读写操作、帧号，并将接收到的信息转换处理，通过usb接口将处理后的信息发往上位机，在上位机通过软件将信息整理并按表格形式存储以便对其进行分析，同时具备向总线发送相关指令控制总线设备工作的功能。

本发明首先提供了一种mпи总线控制与信息记录方法，其包括总线控制流程与信息记录流程，分别如下。

信息记录过程：

步骤11、对所述mпи总线进行适配，包括对输入的所述mпи总线信号进行端接，提供所述mпи总线驱动电平，并通过oc门隔离驱动将所述驱动电平变换为ttl电平输出；

步骤12、对所述mпи总线信号进行采样，将采样的数据发送至数据缓存单元；

步骤13、对所述数据缓存单元的数据进行译码，转换为上位机能够识别的数据格式；

步骤14、将所述转换后的数据发送给上位机；

步骤15、上位机对所述数据图形化显示并按照表格形式存储；

总线控制过程：

步骤21、对所述mпи总线进行适配，包括对输入的所述mпи总线信号进行端接，通过oc门隔离驱动将ttl电平变换为驱动电平，并提供给所述mпи总线；

步骤22、接收上位机对总线的操作指令；

步骤23、对所述指令进行解析，并对解析后的指令进行编码；

步骤24、将编码后的指令发送至数据缓存单元；

步骤25、根据特定总线控制功能产生相应的时序信号，将数据缓存单元中的数据通过电平信号发送到总线上。

优选的是，所述步骤14中，包括首先将数据通过usb转换芯片转换为usb传输格式，再通过usb发送给上位机。

优选的是，在步骤22中，接收上位机对总线的操作指令之后，包括将操作指令通过usb转换芯片转换为待处理数据。

优选的是，在步骤11和/或步骤21中，对输入的所述mпи总线信号进行端接时，在输入信号端设置有防静电模块，用于防止静电损坏仪器内部电子元件。

优选的是，所述步骤12中，在信号采集之前，通过滤波模块进行滤波处理。

本发明另一方面提供了一种mпи总线控制与信息记录系统，主要包括：

mпи总线适配模块，用于对输入的mпи总线信号进行端接，通过oc门隔离驱动实现驱动电平与ttl电平之间的转换；

信号收发单元，用于对总线数据进行采样，以及将数据发送到总线上；

数据缓存单元，包括发送和接收存储器，所述接收存储器用于缓存mпи总线端采集的数据，所述发送存储器用于缓存待发送数据；

逻辑控制单元，用于对所述mпи总线控制与信息记录系统的下位机进行逻辑控制，对数据进行编码译码，以及根据特定总线控制功能产生相应的时序信号；

上位机图形化软件，对采集的数据进行解析并图形化显示，将解析后的数据进行表格化存储，以及向所述下位机发送控制指令。

优选的是，所述发送和接收存储器大小均设置为2kx8bit。

优选的是，所述发送和接收存储器通过fpga构建。

优选的是，所述mпи总线控制与信息记录系统采用220v/50hz电源供电。

本发明具有如下优点：

1、该方法及系统可无缝嵌入到原有雷达系统中，不影响雷达正常工作；

2、存储数据实时流畅，可存储数据量大，且以表格形式存储方便后期分析处理；

3、上位机与下位机通过标准usb通信，对上位机做到通用化，速度快完全能满足所需要求；

4、体积小重量轻，便于携带，设备成本低廉；

5、上位机使用图形化界面操作，人机交互方便，易于使用，可大大降低对操作人员的要求；

6、不仅可以被动接收数据，还可以模拟主设备向总线发送控制指令，控制雷达相关设备进行指定操作，能够更充分的测试雷达各部分工作情况。

该方法是对现役苏式飞机雷达通讯系统中mпи(qbus)总线通讯数据采集存储并向总线发送控制指令的一种解决方案，为飞机雷达工作情况分析和雷达测试试验提供了有效途径，对雷达故障摸排和后续雷达改进和性能提高具有巨大帮助。经多次测试试验，该方案操作方便、有较好的可行性。可广泛应用于苏式飞机火控雷达的数据分析和测试调试，为雷达故障摸排、功能改进和性能提升提供详细的分析数据。

附图说明

图1为本发明mпи总线控制与信息记录方法及系统的一优选实施例的方法流程图。

图2为本发明mпи总线控制与信息记录方法及系统的一优选实施例的系统架构图。

具体实施例

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

首先对本发明mпи总线控制与信息记录系统进行说明，如图2所示，本发明mпи总线控制与信息记录系统主要包括上位机和下位机两大部分。上位机为带有usb接口的pc机，电脑安装有相对应的上位机软件，上位机软件可进行接收数据显示和存储，并可向下位机发送控制指令。下位机具有220v/50hz电源转换模块、mпи(qbus)总线适配模块、信号收发单元、数据缓存单元、usb协议转换模块等，具体如下：

mпи总线适配模块，用于对输入的mпи总线信号进行端接，通过oc门隔离驱动实现驱动电平与ttl电平之间的转换；

信号收发单元，用于对总线数据进行采样，以及将数据发送到总线上；

数据缓存单元，包括发送和接收存储器，所述接收存储器用于缓存mпи总线端采集的数据，所述发送存储器用于缓存待发送数据；

逻辑控制单元，用于对所述mпи总线控制与信息记录系统的下位机进行逻辑控制，对数据进行编码译码，以及根据特定总线控制功能产生相应的时序信号。

上位机安装的软件主要是指图形化软件，对采集的数据进行解析并图形化显示，将解析后的数据进行表格化存储，以及向所述下位机发送控制指令。

本实施例中，设备通过总线适配模块挂载到mпи(qbus)总线上，数据通过总线适配模块到达信号收发单元，转换成数字信号，经过数据缓存单元后经usb协议转换后发送至上位机进行显示和存储，控制命令通过逆过程发送至总线。

本实施例中，所述发送和接收存储器大小均设置为2kx8bit，并且所述发送和接收存储器通过fpga构建。在fpga内部分别构建2kx8bit的发送和接收存储器，用于接收mпи(qbus)总线端采集的数据地址，或者接收usb协议芯片送来的控制信息。数据缓存的目的是为了提高usb的总线效率，对大块数据进行集中处理，节省时间。

其中，如图2所示，所述mпи总线控制与信息记录系统采用220v/50hz电源输入，在下位机中通过电源转换为直流低压电源。

本实施例中，该mпи(qbus)总线控制与信息记录系统主要包含如下技术：

(a)mпи(qbus)总线通讯中继技术，模拟总线上的从设备，接收主设备发送的数据；模拟总线主设备向总线发送相关指令对总线进行控制；

(b)mпи(qbus)总线通讯控制技术，根据上位机控制指令，下位机可进行链路测试、设备连接、数据采集接受等功能，可灵活进行数据采集和相关测试，还可向总线发送相关数据；

(c)总线接口技术，通过接口适配，可以保证原俄制设备的接口一致，总线接口板采用fpga和数字驱动电路实现与俄制系统mпи(qbus)总线的接口适配，fpga的灵活性和可编程能力以及丰富的管脚配置功能确保逻辑设计满足mпи(qbus)总线的时序要求，配以数字驱动电路保证总线电性能参数满足总线标准。

其次，本发明提供了一种mпи总线控制与信息记录方法，其包括总线控制流程与信息记录流程，如图1所示，两个流程分别如下所述。

信息记录过程：

步骤11、对所述mпи总线进行适配，包括对输入的所述mпи总线信号进行端接，提供所述mпи总线驱动电平，并通过oc门隔离驱动将所述驱动电平变换为ttl电平输出；

步骤12、对所述mпи总线信号进行采样，将采样的数据发送至数据缓存单元；

步骤13、对所述数据缓存单元的数据进行译码，转换为上位机能够识别的数据格式；

步骤14、将所述转换后的数据发送给上位机；

步骤15、上位机对所述数据图形化显示并按照表格形式存储；

总线控制过程：

步骤21、对所述mпи总线进行适配，包括对输入的所述mпи总线信号进行端接，通过oc门隔离驱动将ttl电平变换为驱动电平，并提供给所述mпи总线；

步骤22、接收上位机对总线的操作指令；

步骤23、对所述指令进行解析，并对解析后的指令进行编码；

步骤24、将编码后的指令发送至数据缓存单元；

步骤25、根据特定总线控制功能产生相应的时序信号，将数据缓存单元中的数据通过电平信号发送到总线上。

需要说明的是，对mпи(qbus)总线进行适配，例如通过oc门隔离驱动进行电平转换，通过电平信号将数据(操控指令)发送到总线上，使得该技术的设备可以无缝接入总线，设备不影响雷达正常工作。

本实施例中，所述步骤14中，包括首先将数据通过usb转换芯片转换为usb传输格式，再通过usb发送给上位机。

同样，在步骤22中，接收上位机对总线的操作指令之后，包括将操作指令通过usb转换芯片转换为待处理数据。

备选实施方式中，在步骤11和/或步骤21中，对输入的所述mпи总线信号进行端接时，在输入信号端设置有防静电模块，用于防止静电损坏仪器内部电子元件。

备选实施方式中，在信号采集之前，通过滤波模块进行滤波处理，防止因为干扰而误采样。

在进行数据记录过程中，上位机软件使用mfc进行图形化设计，后台程序根据通信协议进行数据解析，并在界面进行实时显示，同时可在界面空间选择按照表格形式存储，方便数据分析处理，存储空间允许的情况下可无限制进行数据存储。

该方法能够实时采集mпи(qbus)总线的信息，包含地址、数据、读写操作、帧号，并将接收到的信息转换处理，通过usb接口将处理后的信息发往上位机，在上位机通过软件将信息整理并按表格形式存储以便对其进行分析，同时具备向总线发送相关指令控制总线从设备工作的功能。

该方法可无缝接入总线，具有不影响总线其他设备工作、成本低、易于工程实现等特点。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。