基于DSP的航空電子通信系統(tǒng)研究

黃靜 劉莎

陜西昱琛航空設備股份有限公司，中國·陜西 西安 710089

DSP；航空電子通信系統(tǒng)；功能；軟件設計

1 引言

電子通信系統(tǒng)是航空系統(tǒng)中的關鍵系統(tǒng)，在最近建設中明確要求提高其自動化與智能化。為實現(xiàn)這一目標需要應用DSP 技術，它能夠把質量較高的通信通道給予電子通信系統(tǒng)，幫助提高通信信號質量。如何最大限度發(fā)揮出DSP 技術的應用優(yōu)勢是建設電子通信系統(tǒng)過程中需要認真考慮的問題。因此，論文分析了電子通信系統(tǒng)建設中的DSP 技術應用。

2 基于DSP 的航空電子通信系統(tǒng)的概述

航空飛行安全非常重要，所以航空電子通信系統(tǒng)需要極度穩(wěn)定與可靠。目前，空電子技術發(fā)展越來越快，機體內部也更加復雜，對機體內通訊的要求也日益提高。為滿足航空領域的發(fā)展需求航空電子通信系統(tǒng)也要隨著調整升級。DSP 技術需要把實際的連續(xù)信號轉變成計算機可以識別出的信息[1]。其具備超強信號能夠獲取并分析信號，非常穩(wěn)定，可以正確、快速地處理信息?；贒SP 的航空電子通信系統(tǒng)需要通過數(shù)字式航空總線來通訊，那么就需要共享航空機體里面載有的信息，并綜合不同的通信功能。該技術的實現(xiàn)也體現(xiàn)了電子信息的綜合化，表示以后航空電子通信系統(tǒng)可以有效控制航空設備。

3 基于DSP 的航空電子通信系統(tǒng)總體設計

系統(tǒng)總體架構分析在設計通信系統(tǒng)時采用DSP 技術，具體架構是軟件、硬件和調試這三層。軟件上，可以作為系統(tǒng)的“大腦”存在，能夠控制好系統(tǒng)的程序，并在軟件指令發(fā)出后快速執(zhí)行硬件動作，并能迅速適應不同的環(huán)境；硬件上，系統(tǒng)完成物理動作需要硬件支撐，如果硬件性能不能符合系統(tǒng)的運行條件，容易制約整個通信系統(tǒng)性能。同時，整個系統(tǒng)架構里面的系統(tǒng)調試也非常關鍵，能夠保障硬件和軟件正常運行。在應用DSP 技術方面，需要明確設計系統(tǒng)架構的簡單靈活，可以保證軟件與硬件運行時，可以有效處理數(shù)字信號。航空電子通信系統(tǒng)里面具體有硬件、軟件的設計與總體性能調試，作為設計系統(tǒng)的三大步驟[2]。上文中已經(jīng)提到，硬件是系統(tǒng)的載體，需要讓軟件能夠體現(xiàn)自身價值，這樣就可以更好地實現(xiàn)系統(tǒng)的具體設計，如果硬件在設計的過程中出現(xiàn)了一些問題，那么系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓的可能性就比較大。舉個例子，把電子通信系統(tǒng)比作一個人，那么硬件就屬于身體上的軀干，軟件就屬于大腦。軟件設計對系統(tǒng)運行當中的很多程序都起到控制的作用，故硬件設施要和軟件調動之間相協(xié)調，只有保障雙方設計的完善化，才可以實施調試。如果發(fā)現(xiàn)了一些問題，也需要花費最短的時間進行解決，這樣才可以保證軟硬件的具體使用。為了使得系統(tǒng)的整體結構運行變得簡單化，需要保障設計步驟在綜合設計的過程中符合簡單化的設計要求。關于航空電子通信系統(tǒng)在設計的過程中一定要遵守快捷，方便以及穩(wěn)定的目的，以便更加方便的傳遞圖像以及語音等，以及使得其組網(wǎng)結構的具體重量降低。這就可以使得DSP 技術的具體優(yōu)勢更好的顯現(xiàn)出來。想要使得航空電子通信系統(tǒng)的設計更加的完善化，就需要使得軟件以及硬件設計具備有效性，再次與DSP 技術相結合，最終建立一套比較科學化以及合理化的具體通信系統(tǒng)。

4 軟件與硬件的設計

4.1 硬件設計

設計硬件是系統(tǒng)運行的物理基礎，一旦硬件有問題，整個系統(tǒng)都無法正常運行。此外，如果設計不合理，也不利于整個系統(tǒng)順利運行，自然無法體現(xiàn)DSP 技術的優(yōu)勢。航空電子通信系統(tǒng)中，設計硬件有不同的模塊，但核心的控制模塊一定主要是DSP 芯片，因此應特別重視選擇DSP 芯片。分析航空電子通信系統(tǒng)的需求，選擇的芯片需要確保其有著強大的功能，不可以選擇那些消耗過多的能源，這樣會使得自身的使用壽命得到減少[3]。只有這樣才可以在在功能單元的具體協(xié)助之下，更好地完成數(shù)據(jù)的傳遞、處理以及保存，并最終更好的實現(xiàn)共享?？偩€通信模塊在航空電子通信系統(tǒng)當中屬于非常重要的一部分，可以完成不同通信子系統(tǒng)具體信息的傳遞。其通信上包含發(fā)送器以及接收器，在設計的過程中，一定要考慮通信的準確性以及高效性。設計系統(tǒng)硬件時，可先考慮總線通信、DSP 控制、數(shù)據(jù)通信與上位機、下位機通信等模塊。需要盡量確保功能強大，還要符合低功耗條件，以便更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、處理與存儲等。而在數(shù)據(jù)通信模塊方面，考慮選擇主控制器是FT3150 收發(fā)器，能夠采集、接收并傳送數(shù)據(jù)，切實提升整個模塊性能。

4.2 軟件設計

與硬件的設計不同，軟件的設計不需要只在一個模板上面完成，更加重視的是設計之后的總體功效，因此，關于DSP 技術在航空電子通信系統(tǒng)當中的具體應用，軟件的設計非常的關鍵。軟件屬于系統(tǒng)當中的主要部分，而且能夠切實體現(xiàn)出自身價值。軟件發(fā)出的指令能夠控制硬件，這樣才能正常運行，而且，精密的指令傳達能夠不顧環(huán)境的復雜合理準確運算[4]。首先，通信系統(tǒng)需要滿足實時性要求，設計基于DSP 技術的航空電子通信系統(tǒng)就應第一符合這個條件，可以讓相關人員盡快從系統(tǒng)中知道信息，還可根據(jù)它們快速處理。其次，通信系統(tǒng)傳遞的信息需要保證準確性，由于航空一些人員大部分行動離不開通訊系統(tǒng)傳遞的信息。所以，要確保信息傳遞的準確性，才可根據(jù)此得到準確的策略。那就要求系統(tǒng)運行也必須可靠。此外，基于DSP 技術的航空電子通信系統(tǒng)需要能夠進行維護。構建時，技術水平需要高水準，且系統(tǒng)本身結構也需要足夠嚴密，在設計時要特別注意系統(tǒng)的可維護性。同時，基于DSP 技術的航空電子通信系統(tǒng)還需要十分可靠，并結合現(xiàn)實情況自我修復，盡可能降低故障對系統(tǒng)的影響。在具體設計時，DSP 技術的實時性條件需要在處理軟件時，能夠讓微處理器在最快時間內完成。例如反饋信號傳輸?shù)较到y(tǒng)后，系統(tǒng)需要在第一時間響應，并能夠自行采樣、分析邏輯與控制信號輸出等。如果無法確保實時性，延遲容易影響系統(tǒng)整體運行效率。如果系統(tǒng)運行發(fā)現(xiàn)故障問題，系統(tǒng)需要可以自行通過對應的舉措來解決，特別是軟硬件基于外界因素影響，很可能發(fā)生異常，因此自動控制策略很重要[5]。最后，電子通信系統(tǒng)在設計的過程中一定要保障其足夠的精密性，要和軟件系統(tǒng)更好地完成匹配，運行的過程中，還會經(jīng)常進行調試或者修改，因此，關于DSP技術的具體通信系統(tǒng)，一定要不斷地進行維護。

4.3 調試環(huán)節(jié)

最后的調試是為了確保系統(tǒng)運行時不發(fā)生故障，對于整個設計而言是最不能缺少的，也是一次檢測整個系統(tǒng)?；贒SP 技術的航空電子通信系統(tǒng)難度較大，特別是要檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性、高效性與準確性等，由于航空領域的隨便一個誤差都是堅決不允許的，只要存在問題，那么造成的后果都是無法挽回的。因此，系統(tǒng)理論性的成功不是說基于DSP 技術的航空電子通信系統(tǒng)都能夠正式使用了，反而還需要持續(xù)實驗。在合理設計通信系統(tǒng)軟硬件后，還應進行系統(tǒng)調試。由于DSP 系統(tǒng)結構自己較為復雜，因此還需要合理選擇調試方法。以JTAG 為例，明顯有利于DSP 系統(tǒng)調試。調試時，可明確檢測電路板裸板，并探究系統(tǒng)電源的輸出狀態(tài)，檢查DSP 運行情況，經(jīng)過RAM 讀寫測試，完成系統(tǒng)調試。另外特別要注意的是，調試時對下位機、上位機也應通過聯(lián)機測試方式，而且調試軟件需要強調語法以及程序層面，盡量地保障調試效率的合格性，只有經(jīng)過調試，才可以發(fā)現(xiàn)具體的故障問題。一旦發(fā)現(xiàn)問題，要及時地進行修改，從而可以保障系統(tǒng)具備的運行更加可靠。

5 系統(tǒng)目前存在的問題以及解決方法

航空電子通信系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用于多個領域，包含飛機領域以及軍事領域方面，中國的科學技術一直在飛速發(fā)展，信息傳遞在戰(zhàn)爭當中也具備非常重要的作用。關于航空電子通信系統(tǒng)的功能非常的豐富化，適用性也比較的強大。因此，在技術發(fā)展的過程中一定不要只重視信息的傳遞，還要對信息的保密更加的重視。除此之外，要保障信息技術在未來的發(fā)展中更加的全面化以及綜合性。

5.1 傳輸速度問題

傳輸速度是目前航空電子通信系統(tǒng)的技術瓶頸?，F(xiàn)階段，想要實現(xiàn)突破，需要對兩個層次進行詳細的研究。首先，要對傳輸介質不斷地進行更新，例如，可以利用新型的光纖，需要保障通信接口的具體信息處理速度得到不斷地提高。論文具體分析后者，目前的通信接口大部分是單片機，傳輸速度低，因此設計時應考慮通過改進型哈佛結構與流水線技術，因為結構類似，縮短了指令執(zhí)行時間，有效提高了效率。這個在國際上都有了很大的突破，成就矚目。

5.2 數(shù)據(jù)格式兼容性問題

現(xiàn)在研究的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)大部分是針對單一的特定總線，不夠兼容，需要來回轉換數(shù)據(jù)，非常不便利，阻礙了生產(chǎn)效率，與信息傳遞過程也存在沖突，以致于信息不能及時傳遞?；贒SP 技術的航空電子通信系統(tǒng)就需要結合一些有關的總線協(xié)議，統(tǒng)一協(xié)調控制各總線數(shù)據(jù)，有利于傳遞不同總線間的信息。

5.3 數(shù)據(jù)傳輸過程中產(chǎn)生的誤碼

目前，在航空領域的發(fā)展中，必須保障消息傳遞的準確性以及高效性，縱觀當前的具體系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸還不具備較快的速度以及效率。但是通過奇偶校驗法，能夠保障信息傳遞的準確性，使其傳遞時盡量避免誤碼。

6 結語

綜上所述，航空電子通信系統(tǒng)包含非常多的內容，如硬件設計、軟件設計以及總體的性能調試等，這其中硬件就屬于人體的軀干，而軟件就屬于人類的大腦，兩者之間是相輔相成的，只有這樣才可以保障系統(tǒng)比較順利的運行。因此，設計的時候一定要依托DSP 技術，從軟硬件以及調試角度進行比較合理化的設計，與此同時，也要重視后期的維修以及修改，這樣才可以保障航空通信系統(tǒng)得到良好的應用。