基于DSP的航空電子通信系統(tǒng)分析

賈志剛

（北京飛機(jī)維修工程有限公司,北京 100036）

基于DSP的航空電子通信系統(tǒng)分析

賈志剛

（北京飛機(jī)維修工程有限公司,北京 100036）

在當(dāng)前我國航天領(lǐng)域中，多種現(xiàn)代化的通信技術(shù)在逐漸的開拓與創(chuàng)新，，并且在電子信息技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的參與下，航空電子通信系統(tǒng)變得更為智能。其中DSP信號處理技術(shù)有著十分重要的作用，這些技術(shù)也為航空電子通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展打好了技術(shù)。本文通過闡述我國當(dāng)前航空電子技術(shù)的總體設(shè)計，對基于DSP系統(tǒng)的通信系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行分析，并對其調(diào)試改善方法從硬件和軟件方面進(jìn)行研究，以供讀者參考。

DSP；航空電子通信系統(tǒng)；功能；軟件設(shè)計

1 基于DSP的航空電子通信系統(tǒng)總體設(shè)計

航天電子通信系統(tǒng)主要包括硬件、軟件的設(shè)計以及總體性能的調(diào)試，這是設(shè)計系統(tǒng)的三大步驟。硬件是系統(tǒng)具體實(shí)施的載體，承擔(dān)著提供軟件發(fā)揮作用的平臺的意義，其是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的先決條件，一旦硬件部分設(shè)計有問題將會造成較大程度上系統(tǒng)的癱瘓。相比較而言如果電子通信系統(tǒng)是一個人的話，硬件部分就是這個人的身體軀干，軟件部分就是人的大腦。軟件設(shè)計控制著系統(tǒng)運(yùn)行的大部分程序，而硬件設(shè)施也要依從軟件的調(diào)動，在這二者設(shè)計較為完善之后就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時的調(diào)試，查找問題并迅速解決，以確保軟硬件可以在多種環(huán)境下進(jìn)行使用。而為了讓系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)運(yùn)行更為簡便，系統(tǒng)更加可靠，工作人員可以在設(shè)計過程中將這些步驟一體化，綜合性的進(jìn)行設(shè)計。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

2.1 DSP控制模塊硬件設(shè)計

常見的數(shù)據(jù)信號處理系統(tǒng)控制硬件模塊是由專有DSP芯片以及配套功能單元組成的，在選取控制芯片的時候有限選取低能耗且功能完備的芯片，這樣再配合周邊的功能單元，可以整體實(shí)現(xiàn)控制機(jī)載的數(shù)據(jù)通信和存儲的系統(tǒng)。

2.2 上位機(jī)與下位機(jī)之間通信模塊設(shè)計

采取兩端口的RAM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)雙核的通信與交流，進(jìn)而可以讓雙核進(jìn)行存儲器中的數(shù)據(jù)交換與交流，就如同二者使用同一個存儲器一樣進(jìn)行信息的訪問。

2.3 ARINC429總線通信模塊設(shè)計

所謂的ARINC429是一種系統(tǒng)總線的收發(fā)模式，其核心在于接受以及發(fā)送信息的器件。完成這種總線通信模塊設(shè)計需要從兩種方面進(jìn)行：首先是兩路數(shù)據(jù)接收的串并轉(zhuǎn)換，其次在于單路數(shù)據(jù)發(fā)送的串并轉(zhuǎn)換。

2.4 LONWORKS數(shù)據(jù)通信模塊設(shè)計

對于LONWORKS這類的通信模塊設(shè)計，在設(shè)計的時候應(yīng)當(dāng)將智能的收發(fā)器作為核心控制點(diǎn)，將各種采集的模塊進(jìn)行同步信息的處理。并且為了更好的結(jié)合多方面的應(yīng)用，可以增加特有的通信模塊以及串行的接口。這樣來說系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模塊可以很便捷的將采集數(shù)據(jù)發(fā)送到上行機(jī)器中。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

3.1 設(shè)計要求

在整體的硬件設(shè)計完成之后，設(shè)計人員就可以從航天電子通信工程中所需要使用到的項(xiàng)目進(jìn)行軟件的開發(fā)。而對于這些軟件首先要保證其實(shí)時性和可靠性。而本文所探討的以數(shù)據(jù)信號處理DSP為基礎(chǔ)的航天通信系統(tǒng)有著較好的實(shí)時性。因此系統(tǒng)的處理器需要有在較短時間內(nèi)完成軟件的處理工作的特性，而在接收到反饋的信號之后，系統(tǒng)也要能夠在短時間內(nèi)完成軟件的處理，并且進(jìn)行一定的邏輯分析，進(jìn)而得出正確的控制信號。在這一階段時候如果發(fā)生系統(tǒng)延遲的情況就會比較影響系統(tǒng)的整體運(yùn)行。而系統(tǒng)在可能發(fā)生故障的時候就會失去最佳的事件處理機(jī)會。而對于這種以DSP系統(tǒng)為基礎(chǔ)的電子通信系統(tǒng)需要有較強(qiáng)的可靠性，在系統(tǒng)發(fā)生故障的時候可以及時的進(jìn)行問題查找和解決，降低因系統(tǒng)的故障而帶來的損失。除此之外以DSP系統(tǒng)為基礎(chǔ)的電子通信技術(shù)需要有可維護(hù)和替換的特性。航天電子通信設(shè)備都是設(shè)計很精密的，因此其每一個部件的構(gòu)造和功能都會影響整體的通信系統(tǒng)。因此既然很難在一次設(shè)計中完善軟件系統(tǒng)，就可以進(jìn)行多次的調(diào)整和改變，這也就要求系統(tǒng)有維護(hù)信息的能力，進(jìn)而促進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)化。

3.2 軟件的模塊劃分

再進(jìn)行航天電子通信系統(tǒng)的實(shí)際軟件開發(fā)中，應(yīng)當(dāng)注重上位機(jī)和下位機(jī)這兩方面的結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計。這兩部分在通信系統(tǒng)中占據(jù)著十分重要的作用。前者主要是為了有效的管理多種數(shù)據(jù)的并行發(fā)展，為系統(tǒng)提供自動檢查和糾正錯誤的能力；后者通過設(shè)計主要程序以及數(shù)據(jù)的通信子程序。在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收中需要有一定的檢測功能。具體的設(shè)計在于運(yùn)用模塊設(shè)計的方式，整體的軟件主模塊是包括系統(tǒng)初始模塊、信息交流模塊以及數(shù)據(jù)處理和控制模塊這些部分。

4 系統(tǒng)的調(diào)試方法

基于DSP系統(tǒng)的航天電子信息系統(tǒng)為了能夠保障系統(tǒng)的運(yùn)行，需要對系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件的調(diào)試。因?yàn)閿?shù)據(jù)信號處理系統(tǒng)本身就比較復(fù)雜，在調(diào)試的過程中需要注意采取高效智能的方法進(jìn)行調(diào)試。JTAG作為當(dāng)前行業(yè)中的規(guī)范，在數(shù)據(jù)信號處理調(diào)試中有較大的作用。整體系統(tǒng)的調(diào)試需要從電路板檢測、焊接裝配檢測以及通電檢測、輸出檢測等方面進(jìn)行。并且在實(shí)際調(diào)試的進(jìn)程中需要配合硬件和軟件，檢測軟件的輸入語法以及程序結(jié)構(gòu)，盡可能的減少這些問題所影響整體系統(tǒng)的調(diào)配效率，在調(diào)試中也可以更為快速的進(jìn)行故障排除和原因查找。

5 結(jié)束語

航天電子通信系統(tǒng)主要包括硬件、軟件的設(shè)計以及總體性能的調(diào)試，這是設(shè)計系統(tǒng)的三大步驟。如果電子通信系統(tǒng)是一個人的話，硬件部分就是這個人的身體軀干，軟件部分就是人的大腦。軟件設(shè)計控制著系統(tǒng)運(yùn)行的大部分程序，而硬件設(shè)施也要依從軟件的調(diào)動，二者相輔相成影響通信系統(tǒng)的整體運(yùn)行。因此在設(shè)計的時候必須在DSP技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，并通過軟硬件和調(diào)試的角度進(jìn)行合理設(shè)計。運(yùn)用模塊化的方式可以有效提供系統(tǒng)后期的維修以及修改進(jìn)程，在實(shí)際設(shè)計的時候還可以采用智能糾錯以及抗干擾的設(shè)計理念進(jìn)行設(shè)計。

[1]王文韜.基于DSP的航空電子通信系統(tǒng)分析[J].中國新通信,2016,18(08):27.

[2]張引強(qiáng),孟禹彤.基于DSP的航空電子通信系統(tǒng)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(09):62.

[3]段守福,楊凱,汪軍,徐慧.航空無線電通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估[J].火力與指揮控制,2010,35(11):117-119.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.114

賈志剛（1987-）,男,北京人,研究方向：航空電子。