INDRA二次雷達(dá)TCPU板斷電重新裝載程序方法的研究

肖仁勝

（中國(guó)民用航空中南地區(qū)空中交通管理局湖北分局，武漢430000）

1 引 言

雷達(dá)作為空中交通管制的重要監(jiān)視手段之一，其穩(wěn)定、可靠運(yùn)行是保障民航安全高效運(yùn)輸?shù)膱?jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。IRS-20MP/L 是一款由西班牙英德拉公司生產(chǎn)的具備S 模式功能的二次雷達(dá)[2]。該型雷達(dá)系統(tǒng)具備雙通道熱備份功能，主要功能是為其覆蓋區(qū)域內(nèi)的空中交通管制員提供空中飛行器的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)視信息。根據(jù)設(shè)備廠家維護(hù)手冊(cè)的相關(guān)要求，位于雷達(dá)系統(tǒng)錄取器部分的TCPU 板的IC 電池每隔5 年須更換，而板件的實(shí)時(shí)時(shí)鐘（Real Time Clock， RTC）和軟件重啟配置文件均存儲(chǔ)在其N(xiāo)VRAM 存儲(chǔ)器中，在電池更換過(guò)程中會(huì)全部丟失。因此，在更換該板件的IC 電池后，對(duì)TCPU 板重新裝載實(shí)時(shí)時(shí)鐘和軟件重啟配置程序，應(yīng)采用何種方法，對(duì)恢復(fù)該部分原有功能尤為重要。同時(shí)，鑒于該雷達(dá)系統(tǒng)屬于進(jìn)口設(shè)備，設(shè)備的備件采購(gòu)、送修周期長(zhǎng)[3]，且價(jià)格昂貴，掌握TCPU 板IC 電池更換及其重新裝載程序的方法對(duì)于空管技術(shù)人員后續(xù)維護(hù)INDRA 二次雷達(dá)是有著迫切的必要性的。

2 錄取器組成及TCPU 板功能

2.1 錄取器的基本組成

IRS-20MP/L 詢(xún)問(wèn)機(jī)是一個(gè)雙通道冗余系統(tǒng)，每個(gè)通道主要由S 模式發(fā)射機(jī)、發(fā)射機(jī)-接收機(jī)-天線接口單元、發(fā)射機(jī)電源、發(fā)射機(jī)風(fēng)扇單元、多通道接收機(jī)單元、S 模式錄取器、S 模式錄取器風(fēng)扇單元、S模式錄取器電源等部分組成[4]。

其中，S 模式錄取器單元負(fù)責(zé)接收并處理從接收機(jī)送來(lái)的視頻信號(hào)，并檢測(cè)SSR 與S 模式應(yīng)答，生成所有目標(biāo)的點(diǎn)跡信息，送至ATC 與雷達(dá)維護(hù)顯示器。此外，它還向發(fā)射機(jī)提供調(diào)制信號(hào)，必要時(shí)可以進(jìn)行重復(fù)詢(xún)問(wèn)。

錄取器由電源模塊、多通道接收機(jī)單元、構(gòu)成雷達(dá)數(shù)據(jù)錄取器的數(shù)字電路組件板、錄取器風(fēng)扇、測(cè)試面板等組成。其數(shù)字組件中的處理模塊MCPU包括TCPD、TDLS 和TCPU 三個(gè)部分。

TCPD 即控制與數(shù)字處理板，負(fù)責(zé)執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理（應(yīng)答檢測(cè)與譯碼）和對(duì)S 模式工作下的實(shí)時(shí)通道控制功能[5]。它具有一個(gè)強(qiáng)大的FPGA 處理器，包含10000000 個(gè)門(mén)電路和兩個(gè)嵌入式的Power PCO 處理器。

TDLS 是串行數(shù)據(jù)分配板，負(fù)責(zé)提供多種傳輸協(xié)議串行接口，包含兩個(gè)組成部分：串行數(shù)據(jù)輸出板TRLS 與串行數(shù)據(jù)分配適配器板TADLS；

TCPU 為中央處理器，它是基于單PowerPCO 芯片的處理器。

錄取器單元結(jié)構(gòu)與組成如圖1 所示。

圖1 錄取器單元結(jié)構(gòu)與各組成部分

2.2 TCPU 板基本功能

TCPU 板的功能主要有以下幾個(gè)方面[6]：

(1) 鏈路控制（LC）：將FW-TCPD 板處理的SSR與S 模式應(yīng)答信息發(fā)送給點(diǎn)跡生成單元。決定需要向飛機(jī)詢(xún)問(wèn)哪些數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送SW-TCPD（詢(xún)問(wèn)調(diào)度功能）；為系統(tǒng)提供必要的機(jī)制，對(duì)其功能進(jìn)行監(jiān)控。針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)載情況進(jìn)行監(jiān)視，并針對(duì)過(guò)載情況對(duì)CAM（控制和監(jiān)視）給出提示，如果產(chǎn)生過(guò)載，LC 將減少覆蓋距離，只對(duì)感興趣區(qū)域的目標(biāo)進(jìn)行處理。

(2) 處理所有從實(shí)時(shí)通道控制器（RTCC）發(fā)送來(lái)的SSR 與S 模式應(yīng)答報(bào)告；對(duì)航跡與目標(biāo)進(jìn)行相關(guān)處理，包括假目標(biāo)檢測(cè)與去除；以AST 格式輸出數(shù)據(jù)；生成控制選呼列表。

(3) 鏈路管理處理（LMP）：控制除S 模式全呼詢(xún)問(wèn)以外所有S 模式數(shù)據(jù)鏈路處理。

(4) 通信管理處理（CMP）：處理所有從數(shù)據(jù)鏈路送來(lái)的數(shù)據(jù)鏈路交換服務(wù)請(qǐng)求。

(5) 監(jiān)視協(xié)調(diào)單元（SCF）：根據(jù)雷達(dá)站的設(shè)定規(guī)劃保證S 模式地面站有效工作，并盡可能減少射頻污染。通過(guò)正確使用II/SI 代碼、S 模式協(xié)議、應(yīng)答機(jī)全呼鎖定、覆蓋范圍配置以及目標(biāo)移交以避免地面站之間的相互干擾。

綜合上述分析，TCPU 板作為雷達(dá)數(shù)據(jù)處理部分的重要組成部分之一，其安全穩(wěn)定運(yùn)行是雷達(dá)發(fā)揮其自身功能的重要保障。因此，對(duì)TCPU 板IC 電池的更換及更換后重新加載相關(guān)程序的研究必然具有重大意義。

3 TCPU 板IC 電池更換及程序加載

3.1 TCPU 板IC 電池的更換

按照INDRA 雷達(dá)設(shè)備技術(shù)手冊(cè)的相關(guān)要求執(zhí)行雷達(dá)單通道停機(jī)程序。取出MCPU 板，拔出TCPD與TDLS 兩個(gè)擴(kuò)展板卡，用起拔器拔出TCPU 板上舊IC 電池，更換新電池。注意電池的安裝方向，電池一角的黑點(diǎn)標(biāo)記在正確安裝時(shí)的位置如圖2 所示。

圖2 IC 電池安裝位置

3.2 TCPU 板程序加載

電池更換完成后，TCPU 板中RTC 和SW boot參數(shù)需要重新加載。加載這些參數(shù)需要采用串行通信方式，將PC 和TCPU 板通過(guò)RJ45/RS232 線連接在一起。各顏色線纜與不同端口引腳之間的連接方式如表1。

表1 加載參數(shù)時(shí)串行通信連線情況

然后進(jìn)行J8 跳線設(shè)置，將TCPU 板上J8 的跳線由1—2 變?yōu)?—3 位置，如圖3 所示。

圖3 J8 跳線設(shè)置

將TCPU 板重新安裝到設(shè)備上，按照INDRA 雷達(dá)設(shè)備開(kāi)機(jī)程序給TCPU 板加電。使用RJ45/RS232串口線纜中的RJ45 端連接TCPU 板前面板COM1端口[7]，線纜另一端連接至PC 端串口。啟動(dòng)PC 超級(jí)終端程序，設(shè)置完成后，將超級(jí)終端打開(kāi)，連接成功后，在超級(jí)終端上會(huì)立刻顯示“MVME5500>”信息。如果不能顯示，通過(guò)呼叫顯示“MVME5500>”信息[8]。

如上信息正常顯示后，通過(guò)以下指令設(shè)置RTC時(shí)間：

注意“-d”“-t”之前要有空格。其中各關(guān)鍵字定義為：

MM：當(dāng)前月份；

DD：當(dāng)前日期；

YY：當(dāng)前年份后兩位數(shù)字；

HH：當(dāng)前時(shí)；

MM：當(dāng)前分；

SS：當(dāng)前秒(近似值)

例如輸入“set -d/dev/rtc -t111419152335”即設(shè)置為2019 年11 月14 日15 時(shí)23 分35 秒。時(shí)間設(shè)置完成之后，關(guān)閉系統(tǒng)，拔出TCPU 板，恢復(fù)J8 跳線的位置為1—2，上機(jī)至機(jī)柜，配置SW boot 參數(shù)。

系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后，在超級(jí)終端上顯示加載VxWorks System Boot 信息，片刻后，顯示“[VxWorks Boot]：”信息，此時(shí)輸入c，然后按Enter 鍵，并按照表2 加載SW boot 參數(shù)。

表2 SW boot 參數(shù)配置表

INDRA 雷達(dá)實(shí)際加載SW boot 參數(shù)的界面及詳細(xì)顯示情況如圖4 所示。

圖4 SW boot 實(shí)際加載圖

參數(shù)加載完成后，輸入@，按Enter 鍵，檢查Vx Works 參數(shù)開(kāi)始刷新，進(jìn)而最終完成整個(gè)TCPU 板程序加載。

4 結(jié) 束 語(yǔ)

INDRA 雷達(dá)中MCPU 板接收并處理從接收機(jī)送來(lái)的視頻信號(hào)，檢測(cè)SSR 與S 模式應(yīng)答，生成所有目標(biāo)的點(diǎn)跡信息并送至ATC 與雷達(dá)維護(hù)顯示器。TCPU 板作為雷達(dá)數(shù)據(jù)處理部分的重要組成部分之一，掌握其重要程序加載方法，無(wú)疑將為IRS-20MP/L 型雷達(dá)的維護(hù)提供重要的參考經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用也將填補(bǔ)中部地區(qū)INDRA 雷達(dá)在該領(lǐng)域的空白，對(duì)同行業(yè)相關(guān)技術(shù)人員具有十分重要的參考價(jià)值。