某测量系统数据记录器的设计及实现

摘要

在航天测试系统中，数据记录器已成为不可或缺的一部分，它是用来获取飞行器在飞行过程中的重要工作参数，从而为航天飞行器整个系统的故障分析、性能评估、设计生产及改进提供可靠的参考依据。本文设计及实现的数据记录器是用来进行模拟量的采集和数字量的接收，实验结束后，通过硬回收的方式对数据记录器进行回收，导出实验数据并分析。
　　文章针对数据记录器的国内外发展现状，根据模块化和小型化的设计思想，结合数据记录器的任务要求和性能指标，提出了数据记录器的总体设计方案及关键技术解决方案，分析了硬件功能模块和FPGA逻辑时序的设计。该数据记录器硬件设计分为三块板卡，采集卡、存储卡和电源卡，采集卡通过控制AD转换芯片ADS8365接收6路模拟量，通过RS-422接口电路接收一路PCM码流数据，通过光耦隔离电路接收一路起飞信号，最终将采集编码后的模拟量、PCM解码数据以及一路起飞信号以一定的帧格式进行混合编帧，将编帧后的数据通过板间接插件发送给存储卡，存储卡接收混编帧后的数据进行加密，加密后写入数据记录器存储单元。使用三星公司的4GNANDFLASH芯片作为存储单元。数据记录器采用LVDS接口技术与地面读数监控装置进行通信，上传数据记录器工作状态及存储单元中数据到地面计算机。
　　本文最后对数据记录器进行了功能测试，对试验结果进行了分析。系统测试结果表明，数据记录器可以准确的采集6路模拟量，采样率达到60KHZ，准确接收一路10Mbps码率的PCM数据，LVDS通信接口速率可达到20MBps。

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1 绪 言

1.1 课题的来源、目的及意义

1.2 数据记录器国内外研究现状

1.3 论文的主要内容

2 数据记录器总体方案设计

2.1 数据记录器技术指标

2.2 数据记录器接口要求

2.3 数据记录器系统方案设计

2.4 数据记录器系统关键技术解决方案

2.5 本章小结

3数据记录器硬件电路设计及实现

3.1 数据记录器总体硬件电路设计

3.2 数据记录器采集卡硬件电路设计

3.3 存储卡硬件电路设计

3.4 供电电源设计

3.5 本章小结

4数据记录器FPGA逻辑设计

4.1 FPGA选型以及设计流程

4.2采集卡逻辑设计

4.3存储卡逻辑设计

4.3 aes加密逻辑设计

4.4本章小结

5数据记录器系统测试

5.1 数据记录器功能测试

6 总结和展望

6.1 全文总结

6.2 展望

附 录

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢