一种机载型高速PCM数据采集、记录装置及方法与流程

本发明属于试飞测试，尤其涉及一种机载型高速pcm数据采集、记录装置及方法。

背景技术：

1、在飞行试验及其他领域中，数据采集、记录和遥测监控中，较多使用pcm(脉冲编码调制，pulse code modulation)帧作为数据的封装形式，pcm速率由几十kbps到32mbps不等，对于pcm数据进行可靠、安全、完整地采集和记录是进行数据回放和分析的必要能力。由于数据记录的可靠性和稳定性是需要绝对保证的，数据的丢失或者错误可能导致整个试验的无效，因此对于不同速率pcm数据，尤其是高速pcm数据，采集、记录系统需要进行特殊的设计。

技术实现思路

1、为了解决高速pcm数据的采集记录的稳定、可靠采集和记录，本申请提供一种机载型高速pcm数据采集、记录装置及方法，所述技术方案如下：

2、根据本发明的第一方面，提出一种机载型高速pcm数据采集、记录装置，包括：机箱、底板总线、二次供电板卡、pcm接口板卡、主控制板卡、存储板卡；所述机箱的输入端为pcm数据流以及外界电源；所述底板总线、二次供电板卡、pcm接口板卡、主控制板卡、存储板卡安装于所述机箱内；所述底板总线通过机械螺钉安装于机箱的底部，将所述机箱、二次供电板卡、pcm接口板卡、主控制板卡、存储板卡互相连接；

3、所述机箱为底板总线、二次供电板卡、pcm接口板卡、主控制板卡、存储板卡提供机械安装接口及防护外壳；所述机箱上设置有信号插头和供电插头，信号插头和供电插头与所述底板总线连接；所述机箱上设置系统状态指示灯，表示设备上电、记录、接收信号状态，状态指示灯与所述底板总线连接；所述机箱为装置提供散热。

4、所述底板总线采用cpci标准总线接口形式，为二次供电板卡、pcm接口板卡、主控制板卡、存储板卡提供供电、控制、数据交互连接。

5、所述二次供电板卡接收外部电源并将电源进行二次转化，为装置中各板卡正常工作提供供电；其输入与机箱上的供电插头连接，输出与底板总线连接；所述二次供电板卡由输入滤波电路、dc/dc转换电路、输出滤波电路构成。

6、优选的，所述二次供电板卡还提供了超级电容，提高供电品质。

7、所述pcm接口板板卡具有不少于两个pcm接口和pci-e接口，均与底板总线连接；pcm接口板卡可接收包括但不限于nrz-l、nrz-m、nrz-s、biφ-l、biφ-m、biφ-s码型，rs422电平或ttl电平，速率高达32mbps的pcm数据；pcm接口板卡通过pci-e接口所需采集pcm数据流信息，并将采集数据传输至主控制板卡；

8、所述主控制板卡具有网络、pci-e、sata等接口，均与底板总线连接；网络接口用于数据传输和参数配置使用，pci-e用于主控制板卡对pcm接口板卡配置信息的传输，以及所采集pcm数据的获取。sata接口通过底板总线与存储模块连接；

9、所述存储板卡具有sata接口，与底板总线连接，外形为2.5英寸磁盘。

10、优选的，存储板卡的容量不小于1tb。

11、高速pcm数据的采集、记录方法包括：

12、第一步：主控制板卡由人工配置所需采集pcm数据流的信息，并将配置信息传输至pcm接口板卡中；

13、第二步：主控制板卡申请dma操作地址配置到pcm接口板卡；

14、第三步：pcm接口板卡进行pcm信号解码，并配置双fifo缓冲队列，，将解码数据在两个fifo缓冲队列交替写入，实现高速pcm数据的可靠缓存；

15、第四步：待某个fifo缓冲队列写满后，使用dma操作，将pcm数据快速传输至主控制板卡的板载内存中，同时pcm接口板卡切换fifo缓冲队列；

16、第五步：主控制板卡在板载内存中配置大的缓冲区，待缓冲区满时，将板载内存中缓冲数据异步的写入存储板卡中；

17、第六步：重复第二步至第五步。

18、本发明带来的有益效果

19、本发明实现了机载高速pcm数据的可靠采集和记录，为飞行试验提供了试验测试数据的可靠记录手段。

20、本发明在航空飞行试验中具有显著应用前景。

技术特征：

1.一种机载型高速pcm数据采集、记录装置，其特征在于，包括：机箱、底板总线、二次供电板卡、pcm接口板卡、主控制板卡、存储板卡；所述机箱的输入端为pcm数据流以及外界电源；所述底板总线、二次供电板卡、pcm接口板卡、主控制板卡、存储板卡安装于所述机箱内；所述底板总线通过机械螺钉安装于机箱的底部，将所述机箱、二次供电板卡、pcm接口板卡、主控制板卡、存储板卡互相连接。

2.根据权利要求1所述的一种机载型高速pcm数据采集、记录装置，其特征在于,所述机箱为底板总线、二次供电板卡、pcm接口板卡、主控制板卡、存储板卡提供机械安装接口及防护外壳；所述机箱上设置有信号插头和供电插头，信号插头和供电插头与所述底板总线连接；所述机箱上设置系统状态指示灯，表示设备上电、记录、接收信号状态，状态指示灯与所述底板总线连接；所述机箱为装置提供散热。

3.根据权利要求1所述的一种机载型高速pcm数据采集、记录装置，其特征在于，所述底板总线采用cpci标准总线接口形式，为二次供电板卡、pcm接口板卡、主控制板卡、存储板卡提供供电、控制、数据交互连接。

4.根据权利要求1所述的一种机载型高速pcm数据采集、记录装置，其特征在于所述二次供电板卡接收外部电源并将电源进行二次转化，为装置中各板卡正常工作提供供电；其输入与机箱上的供电插头连接，输出与底板总线连接；所述二次供电板卡由输入滤波电路、dc/dc转换电路、输出滤波电路构成。

5.根据权利要求1所述的一种机载型高速pcm数据采集、记录装置，其特征在于所述pcm接口板卡具有不少于两个pcm接口和pci-e接口，均与底板总线连接；pcm接口板卡可接收包括但不限于nrz-l、nrz-m、nrz-s、biφ-l、biφ-m、biφ-s码型，rs422电平或ttl电平，速率高达32mbps的pcm数据；pcm接口板卡通过pci-e接口所需采集pcm数据流信息，并将采集数据传输至主控制板卡。

6.根据权利要求1所述的一种机载型高速pcm数据采集、记录装置，其特征在于所述主控制板卡具有网络、pci-e、sata等接口，均与底板总线连接；网络接口用于数据传输和参数配置使用，pci-e用于主控制板卡对pcm接口板卡配置信息的传输，以及所采集pcm数据的获取。sata接口通过底板总线与存储模块连接。

7.根据权利要求1所述的一种机载型高速pcm数据采集、记录装置，其特征在于所述存储板卡具有sata接口，与底板总线连接，外形为2.5英寸磁盘。

8.一种机载型高速pcm数据采集、记录方法，采用上述一种机载型高速pcm数据采集、记录装置，包括：高速pcm数据的采集和记录方法。

9.根据权利要求8所述的一种机载型高速pcm数据采集、记录方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本申请公开一种机载型高速PCM数据采集、记录装置及方法，属于试飞测试技术领域。用于在飞行试验中，对机载测试系统或其他系统输出的高速PCM数据进行采集和记录，用于进行事后分析。本申请装置包括机箱及通信底板、二次供电板卡、PCM接口板卡、主控制板卡、存储板卡。二次供电板卡接收外部电源对系统各部分进行供电，PCM接口板卡接收输入的PCM数据流，主控制板卡实现了PCM数据的存储写入工作。本申请方法包括：PCM接口板卡用于对PCM数据进行解码，并通过双缓冲队列缓存，利用DMA操作，传输至主控制板卡，主控制板卡将PCM数据写入存储板卡中。

技术研发人员：连帅,丁腾欢,谷士鹏,耿鑫,马银亮
受保护的技术使用者：中国飞行试验研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21