關(guān)于分離時(shí)序電路的邏輯設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)探討

陳艷 李文娟

摘要：分離時(shí)序電路是指飛行器進(jìn)行頭體分離、級(jí)間分離等操作時(shí)，起爆火工品。相對(duì)于人工控制來(lái)說(shuō)，分離時(shí)序電路不但使控制手段自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)，還使起爆時(shí)間精度明顯提高。相關(guān)工作人員采用存儲(chǔ)電路記錄關(guān)鍵信號(hào)相關(guān)時(shí)間參數(shù)，并有效的分析時(shí)間參數(shù)，對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行情況、流程進(jìn)行狀態(tài)給予判斷。同時(shí)，因?yàn)殡娐分写嬖诙喾N輸入信號(hào)，但上述信號(hào)會(huì)由于多種干擾出現(xiàn)問(wèn)題，為了確?？刂坪诵膬?nèi)可輸入正確的信號(hào)，促進(jìn)邏輯正確運(yùn)行得到有效控制，需要完善分離時(shí)序電路的邏輯設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。本文重點(diǎn)分析分離時(shí)序電路邏輯設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：分析時(shí)序電路；邏輯設(shè)計(jì)；關(guān)鍵技術(shù)

一、前言

分離時(shí)序電路關(guān)鍵控制邏輯主要是能將反饋信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)控制信號(hào)作輸出處理，對(duì)相關(guān)關(guān)鍵觸發(fā)信號(hào)作一定的存儲(chǔ)、接收操作，從而出現(xiàn)針對(duì)性的分離時(shí)序，并根據(jù)時(shí)序而產(chǎn)生火工品的點(diǎn)火信號(hào)[1]。采用與相關(guān)設(shè)備相互連接的方式，模擬實(shí)際操作的過(guò)程，并存儲(chǔ)關(guān)鍵信號(hào)的相關(guān)時(shí)間參數(shù)，對(duì)波形圖以及原始數(shù)據(jù)作分析，具有可靠性高、運(yùn)行穩(wěn)定、電路精度高等優(yōu)勢(shì)。目前，分離時(shí)序電力已經(jīng)開(kāi)始大范圍的投入使用，可發(fā)揮極大的應(yīng)用價(jià)值以及較高的可靠性。因此，重視分析分離時(shí)序電力邏輯設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)的工作，對(duì)進(jìn)一步擴(kuò)大其使用范圍、提高其運(yùn)行可靠性具有非常重要的意義。

二、制定設(shè)計(jì)方案

分離時(shí)序電路主要是由八路信號(hào)輸出、六路信號(hào)輸入等構(gòu)成，分別采用光電隔離電路在系統(tǒng)中輸入反饋信號(hào)以及控制按鍵信號(hào)，輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)針對(duì)性的火工品保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)以及多路固態(tài)繼電器后對(duì)起爆火工品工作可以起到控制的效果。分離時(shí)序電路的控制按鍵可以作出不同控制信號(hào)以及流程啟動(dòng)信號(hào)等操作，通過(guò)多種類型的工作模式控制模式選擇開(kāi)關(guān)，并利用反饋信號(hào)對(duì)相關(guān)的分離時(shí)序進(jìn)行觸發(fā)，而關(guān)鍵信號(hào)時(shí)間參數(shù)的存儲(chǔ)工作主要是通過(guò)存儲(chǔ)模塊來(lái)完成。分離時(shí)序電路的系統(tǒng)核心以FPGA芯片為主，對(duì)于反饋信號(hào)以及控制信號(hào)能可靠的接受，并作出針對(duì)性的分離時(shí)序，對(duì)多路固態(tài)繼電器閉合以及斷開(kāi)可起到控制的作用。點(diǎn)火電路控制核心是采用單片機(jī)為主，F(xiàn)PGA芯片應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)較為明顯，其含有數(shù)百個(gè)I/0口，為連接外設(shè)提供方便，有利于大規(guī)模系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。FPGA芯片數(shù)據(jù)處理以及應(yīng)用工作能通過(guò)并行多通道外處理，相對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)，其處理速度相對(duì)較快，具有時(shí)序?qū)崿F(xiàn)能力強(qiáng)、組合邏輯能力強(qiáng)等基本優(yōu)勢(shì)，有利于及時(shí)判斷輸入的信號(hào)[2]。

三、分離時(shí)序電路關(guān)鍵控制邏輯設(shè)計(jì)關(guān)鍵要點(diǎn)

（一）設(shè)計(jì)總體控制流程圖

分離時(shí)序電路關(guān)鍵控制邏輯設(shè)計(jì)主要分成模式Ⅰ、模式Ⅱ等兩種不同的方式，能利用模式對(duì)開(kāi)關(guān)選取進(jìn)行選擇，模式Ⅰ可促進(jìn)單獨(dú)控制各階段信號(hào)得到實(shí)現(xiàn)，在按下控制按鍵之后，對(duì)相關(guān)控制指令進(jìn)行觀察，且嚴(yán)格觀察反饋信號(hào)指示燈熄滅或者點(diǎn)亮的情況，為全面檢測(cè)不同階段運(yùn)行的實(shí)際情況提供便利。模式Ⅱ?qū)儆诳傮w控制流程，將按鈕按下啟動(dòng)之后，可輸出信號(hào)對(duì)模式進(jìn)行判斷，在完成階段之后給出點(diǎn)火指令。一旦按鈕按下啟動(dòng)，則將時(shí)統(tǒng)零點(diǎn)輸出，將指令1發(fā)出，直接與反饋1信號(hào)相互接受，對(duì)反饋2信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，判斷其正常性。通常在確定反饋2信號(hào)正常狀態(tài)后，便將指令2信號(hào)發(fā)揮，再繼續(xù)對(duì)反饋2信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，確定正常后，可以將啟動(dòng)指令發(fā)出。

（二）時(shí)間參數(shù)的存儲(chǔ)控制

分離時(shí)序電路運(yùn)行過(guò)程中利用存儲(chǔ)電路記錄關(guān)鍵信號(hào)的時(shí)間參數(shù)有著非常重要的意義，相關(guān)工作人員根據(jù)分析時(shí)間參數(shù)的實(shí)際情況，對(duì)流程運(yùn)行的實(shí)際情況進(jìn)行判斷，為判斷系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)提供依據(jù)。同時(shí)，對(duì)時(shí)間參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格記錄，為事后分析提供便利，從根本上促進(jìn)電路可靠性明顯提高。分離時(shí)序電路主要是通過(guò)SAMSUNG公司生產(chǎn)的存儲(chǔ)芯片，該芯片的優(yōu)勢(shì)為可邊擦邊寫，并能高速、大容量的存儲(chǔ)，內(nèi)存列陣的組成部分主要以64B備用存儲(chǔ)區(qū)、2kB主存儲(chǔ)區(qū)域?yàn)橹?。?dāng)讀寫控制命令顯示“0”時(shí)，可以通過(guò)Flash將相關(guān)數(shù)據(jù)寫入，當(dāng)讀寫控制命令顯示“1”時(shí)，則可以通過(guò)Flash將相關(guān)數(shù)據(jù)讀出，不管是讀或者寫，均要開(kāi)展無(wú)效塊檢驗(yàn)，并對(duì)各塊第1、第2頁(yè)中2048列地址進(jìn)行檢驗(yàn)，觀察其是否FFh，如果顯示“否”，則表示為無(wú)效快。同時(shí)，K9F1G08UOA為大容量?jī)?nèi)存，其內(nèi)存為128M，對(duì)于流程中的時(shí)間參數(shù)可多次記錄，為讀取提供便利。記錄時(shí)間參數(shù)的流程為：將關(guān)鍵信號(hào)啟動(dòng)之后，則會(huì)清零計(jì)數(shù)器，并對(duì)是否按下啟動(dòng)按鈕進(jìn)行檢測(cè)。若按下按鈕時(shí)存在輸出，時(shí)統(tǒng)信號(hào)則作為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。自動(dòng)開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器后，一旦發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵信號(hào)下降的情況，需要對(duì)重要時(shí)間參數(shù)進(jìn)行重新記錄。Flash存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以FF FF00 00 作為幀頭，并在不同關(guān)鍵時(shí)間信號(hào)方面標(biāo)記69、5A、4B、3C、2D等相關(guān)數(shù)據(jù)，因?yàn)镕lash采用頁(yè)作為單位作編程操作，容量為2kB/頁(yè)，若該系統(tǒng)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量較小，且不能達(dá)到一頁(yè)容量的需求時(shí)，則通過(guò)“55 55……”補(bǔ)齊，為Flash正常編程提供保障。

（三）試驗(yàn)結(jié)果

分離時(shí)序電路在完成設(shè)計(jì)后采用與等效器連接完成實(shí)際操作過(guò)程的模擬工作，并存儲(chǔ)關(guān)鍵信號(hào)的相關(guān)參數(shù)，利用上位機(jī)軟件將波形圖以及原始數(shù)據(jù)打開(kāi)。波形圖的單位為ms，并精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位，將各關(guān)鍵信號(hào)降低的重要時(shí)間參數(shù)準(zhǔn)確的記錄，并采用波形的方式進(jìn)行直觀的表示，為對(duì)比分析提供便利[3]。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)分析分離時(shí)序電路軟件邏輯設(shè)計(jì)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，并詳細(xì)介紹控制邏輯中存儲(chǔ)時(shí)間參數(shù)的相關(guān)流程，為電路運(yùn)行的可靠性提供保障。因此，需要完善分離時(shí)序電路邏輯設(shè)計(jì)工作，使邏輯設(shè)計(jì)存儲(chǔ)時(shí)間參數(shù)操作能夠具有準(zhǔn)確性強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高等基本特征，并發(fā)揮性能穩(wěn)定、可靠性高等優(yōu)勢(shì)，為可靠運(yùn)行分離時(shí)序電路提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]甄國(guó)涌，張蔚云，李圣昆，鄭永秋.基于分離時(shí)序電路的邏輯設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2014，v.14；No.294（05）：255-260.

[2]張蔚云，甄國(guó)涌，鄭永秋，李圣昆.基于FPGA的分離時(shí)序電路的可靠性設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2013，v.21；No.178（07）：1889-1891.

[3]杜志，甄國(guó)涌，董小娜.點(diǎn)火控制器的安全性及可靠性設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2013，v.21；No.172（01）：168-170.