一种机载设备接口扩展模块的制作方法

本发明涉及设备接口扩展模块技术领域，特别是涉及一种机载设备接口扩展模块。

背景技术：

飞机平台多型/多代机载设备是现代飞机发展的基本趋势，通过加装或升级机载设备来提升飞机的功能性能是推动飞机功能升级的常用做法。加装或升级机载设备通常会需要机上其他机载设备增加接口以实现与加装/升级机载设备的信息交互。机载设备之间接口包括：rs422接口、arinc429接口、1553b接口、离散量接口、模拟量接口等。为了增加接口，通常的做法是对机载设备进行改型设计以增加所需的接口，但改型设计非常费时费钱费力。

因此希望有一种机载设备接口扩展模块能够解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的缺陷，本实用新型目的在于提供一种机载设备接口扩展模块，具备各种接口扩展以满足机载设备增加接口的需要，以适应飞机功能升级。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种机载设备接口扩展模块，所述扩展模块包括fpga芯片、1553b接口、rs422接口、离散量接口、pcie数据接口和扩展模块外壳，1553b接口、rs422接口、离散量接口和pcie数据接口分别设置在扩展模块外壳的周围，fpga芯片设置在扩展模块外壳的内部，fpga芯片通过pcie总线连接pcie数据接口控制外部设备，而且fpga芯片还分别电连接1553b接口、rs422接口和离散量接口。

优选地，所述fpga芯片包括：pcie硬模块、软核cpu、sram模块、1553b逻辑控制模块、串口缓存模块和离散量缓存模块；pcie硬模块通过所述pcie总线连接所述pcie数据接口，并通过axi总线分别连接软核cpu、sram模块、1553b逻辑控制模块、串口缓存模块和离散量缓存模块。

优选地，所述fpga芯片通过1553b电路连接所述1553b接口，其中1553b电路包括hi-6131协议芯片和1553b变压器，所述fpga芯片通过spi总线连接hi-6131协议芯片，hi-6131协议芯片通过1553b变压器连接所述1553b接口。

优选地，所述fpga芯片通过串口总线连接adum2582芯片，adum2582芯片连接所述rs422接口。

优选地，所述fpga芯片通过gpio连接adum6420a芯片，adum6420a芯片连接所述离散量接口。

本实用新型机载设备接口扩展模块的有益效果为：

1.不需对机载设备进行改型设计即可方便实现机载设备接口扩展，从而适应飞机持续进行功能升级的需要。

2.集成度高，1553b模块、rs422模块、离散量模块集成在1个电路模块，现有技术通常采用3个独立的电路模块。

3.体积小，模块采用160mm×100mm×25.4mm(长×宽×厚)尺寸，在3u设备内均可以安装。

4.安全性高，所有接口均采用物理隔离，具有很强的独立性和很高的安全性。

5.环境适应性强，可适应85℃以上工作温度，满足各种飞机使用环境要求。

附图说明：

图1是本实用新型机载设备接口扩展模块的连接结构示意图。

图2是fpga芯片内部的结构连接示意图。

具体实施方式：

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施倒是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1所示，一种机载设备接口扩展模块包括fpga芯片1、1553b接口、rs422接口、离散量接口、pcie数据接口和扩展模块外壳；1553b接口、rs422接口、离散量接口和pcie数据接口分别设置在扩展模块外壳的周围，fpga芯片1设置在扩展模块外壳的内部，fpga芯片1通过pcie总线连接pcie数据接口控制外部设备，fpga芯片1通过1553b电路连接所述1553b接口，其中1553b电路包括hi-6131协议芯片2和1553b变压器5，fpga芯片1通过spi总线连接hi-6131协议芯片2，hi-6131协议芯片2通过1553b变压器5连接所述1553b接口，1553b接口电路实现1553b信号电压控制、底层控制和信号隔离；fpga芯片1通过串口总线连接adum2582芯片3，adum2582芯片3连接所述rs422接口，rs422接口电路实现rs422信号电压控制、协议转换和磁隔离；fpga芯片1通过gpio连接adum6420a芯片4，adum6420a芯片4连接所述离散量接口，离散量接口电路实现离散量电压控制(28v或地)和信号的磁隔离。

如图2所示，fpga芯片1包括：pcie硬模块6、软核cpu7、sram模块11、1553b逻辑控制模块8、串口缓存模块9和离散量缓存模块10；pcie硬模块6通过所述pcie总线连接所述pcie数据接口，并通过axi总线分别连接软核cpu7、sram模块11、1553b逻辑控制模块8、串口缓存模块9和离散量缓存模块10。

fpga芯片1为xilinxk7器件，内部采用axi总线实现逻辑控制。

fpga内部通过逻辑对所有外部接口进行控制，设计数据寄存器，将所有接口统一编址。外部cpu通过读写不同的地址，实现不同的接口收发数据。

fpga芯片1的主要功能通过软核代码实现，软核代码周期性对1553b逻辑控制模块8、串口缓存模块9和离散量缓存模块10进行数据读写操作。sram模块11实现数据的存储，对1553b数据、串口数据、离散量数据统一编址。axi总线宽度32位，对每个串口设定1个发送数据寄存器、接收数据寄存器、状态寄存器。串口状态寄存器表示当前串口是否有数据。对1553b逻辑控制模块8设定1个发送消息寄存器、接收消息寄存器、消息状态寄存器；对离散量缓存模块10设定1个发送寄存器，每1位对应外部1路离散量。

fpga电路实现1553brt端功能，实现接口的协议转换，协议芯片的控制和外部通信。外部接口采用pcie数据接口。

经地面试验和空中试飞表明，某型直升机综合任务处理机采用本发明的机载设备接口扩展模块，满足高温工作、低温工作、高温贮存、低温贮存、振动、冲击、加速度、温度冲击、温度-高度等环境要求和电磁兼容要求，满足飞行使用要求。

机载设备接口扩展模块为160mm×100mm×25.4mm(长×宽×厚)尺寸，在3u设备内均可以安装，并采用cpci或vpx安装结构，满足机载环境使用要求，从而使得机载设备可以很方便的扩展接口以适应飞机持续进行功能升级的需要。

显然，本实用新型的上述实施例仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。