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1、硕士论文 基于以太网的机载多信息综合记录仪的设计摘 要lirl r r l rl ll l Il l I III IIIY2061 526在航空飞行领域中，机载数据记录仪能准确地了解飞机的运行状况及飞行员的操作情况等数据，对飞机的事故调查和新机型的飞行训练等起着非常重要的作用。传统的机载数据记录仪都固定安装在飞机上，其通用性、灵活性和扩展性等都比较受限。本文介绍了一种基于以太网的便携式机载多信息综合记录仪系统的设计。文中首先根据项目需求和技术指标提出了基于SOPC平台和以太网技术的总体设计方案，使整个系统具有便携性、灵活性和扩展性。然后详细介绍了系统多功能数据通信板的软硬件设计过程。在硬件设计
2、方面，主要包括FPGA及其外围电路设计、GPS信息接收及接口电路设计、自整角机信号采集驱动电路设计、机载总线驱动电路设计、以太网驱动电路设计、电源DCDC变换设计以及电磁兼容设计等；在软件设计方面，主要包括Nios II系统的整体构建、GPS秒脉冲评估测量设计、自整角机S信号数据采集设计、机载总线切换及数据收发设计、以太网底层驱动及TCPIP协议移植等。最后围绕通信板进行了整体调试和功能测试，测试结果表明软硬件设计符合系统设计要求。关键词：机载记录仪，机载数据总线，GPS评估，自整角机，Nois II，以太网Abstract 硕士论文AbstractIn the aviation field，
3、flight data recorder call accurately record the plane performancedata as well as the behaviour data of the pilot etc，which plays all important role in the aircraftaccident investigation and flying training of the new planeAs the flight data recorder isusually installed in the airfi”ame，its universal
4、ity,flexibility,scalability ar e relatively restrictedThis paper introduces a design of a portable Ethernet-based airborne multipleinformation recorder systemFirstly,according to the project requirement and the technicalindex，the paper presents a general design scheme based on SOPC platform and Ethe
5、rnettechnology,which makes the whole system portable，flexible as well as scalableThen itintroduces the software and hardware design in detailThe hardware design includesFPGA and its peripheral circuit design，GPS information receive and its interface circuitdesign，selsyn signal acquisition drive circ
6、uit design,airborne bus drive circuit design，Ethemet drive circuit design，DCDC power conversion circuit design，electro magneticcompatibility design and SO onThe software design includes the build of the Nios II system,GPS second pulse measurement and evaluation design,selsyn data acquisition design,
7、airbome bus switch and their data exchange design，Ethemet underlying driver design and itsTCPIP protocol porting and SO onFinally,this paper conducts an overall debugging and afunctional test of the communication board and as a result the hardware and software designmeet the system requirementsKey w
8、ord：airborne recorder，airborne bus，GPS evaluation,selsyn,Nios II，Ethemet硕士论文 基于以太网的机载多信息综合记录仪的设计目 录摘 要IAbstractII1绪论。111选题背景。112机载数据记录仪简介1121机载数据记录仪概述1122机载数据记录仪的国内外发展l13论文研究内容22系统总体设计421系统功能概述422系统技术指标423系统总体设计方案一424本章小结。93系统硬件设计1 O31 FP(认单元设计t0311 FPGA简介10312晶振电路11313调试下载电路12314上电配置电路1332存储单元设计143
9、21 SDRAM单元设计14322 Flash单元设计1533 GPS信号采集单元设计1734自整角机信号接收单元设计1835机载总线驱动单元设计19351机载数据总线电气特性19352总线驱动芯片简介22353总线驱动电路设计2536以太网接口单元设计2737系统电源设计2838电磁兼容设计3 1381过滤设计3 lIII目录 硕士论文382屏蔽设计33383印刷电路板及接地设计3339本章小结。334系统软件设计。3441软件开发环境简介34411 Quartus II简介34412 Nios II EDS简介3542 Nios II软核简介3643系统软件结构设计3744 GPS秒脉冲漂
10、移评估单元软件设计38441 GPS秒脉冲漂移评估测量原理。38442 GPS秒脉冲漂移评估测量实现。3945 Nios II系统建立4146自整角机S信号数据接收软件设计4347机载数据总线驱动软件设计44471 ARjNC429总线数据字格式44472 FOCTl 8977总线数据字格式47473两种机载总线数据字比较及切换48474机载总线数据接收49475机载总线数据发送5048以太网驱动软件设计52481底层驱动及接口函数设计52482 TCPIP协议栈的移植5349本章小结555系统测试与分析5651系统整体结果及调试5652 GPS秒脉冲评估测试5753机载总线数据收发测试5854以太网连接测试6055本章小结616总结与展望62至| 谢。64参考文献
