高性能数据记录仪的设计与实现

弹载数据记录仪是对导弹飞行过程中重要动态参数和状态信息进行实时采集、保存的设备。数据记录仪回收后可将记录的数据传送给特定的上位机进行解析处理,设计人员根据分析结果对导弹飞行中的状态做出评估,进一步修改和完善其功能。随着科技水平的持续进步,对弹载设备的性能指标要求也越来越苛刻,处理速度快、结构体积小、存储容量大是弹载记录仪主要的提升方向。介绍了一种高性能弹载数据记录仪的硬件、软件和结构设计方案。记录仪的硬件设计包括电源板、控制板和通信板,采取模块化的设计方式,易于调试。记录仪的软件设计实现了数据采集、封装、存储和回读的功能,其中存储过程支持存满自动覆盖,无须人为擦除。记录仪的结构设计主要是针对电磁干扰等因素,在保证体积尽量小的前提下进行了特殊设计。另外还对上位机的设计和界面进行了简要介绍。

基于CCS开发环境下Flash算法的研究与实现

在CCS调用TI自带的Flash算法操作片上Flash时因擦除、编程和校验耗时比较长,很容易导致系统硬件看门狗计数溢出引发系统复位。传统的处理方法需要用户每次烧写Flash时对硬件或软件进行修改。对于成品系统板存在很大的人为因素。为了避免上述人为因素导致产品被锁住的潜在风险,提供了一套通用、易于实现、可排除人为因素的Flash算法:替代CCS自带的Flash算法,使其增加看门狗喂狗函数指针或用户定制的其他功能函数指针,从而解决CCS操作Flash时用户无法喂狗或其他功能的尴尬局面。试验结果表明,该Flash算法可按用户需求添加定制功能及喂狗函数,避免对软件或硬件的改动,提升了系统在调试阶段的稳定性、可靠性等。

基于CAN总线的TMS320F2812程序更新技术

介绍了TI公司数字信号处理器TMS320F2812的引导方式、Flash编程方法、Flash启动流程。在此基础上提出了一种基于CAN总线的TMS320F2812程序的远程加载方案,并详细阐述了详细的实现过程。该方案摆脱了Flash编程时对JTAG接口、RS232接口的依赖,非常适用于军用领域,具有较大的实用价值。

带看门狗喂狗功能的TMS320F2812远程加载技术

为了提高系统可靠性,外部硬件看门狗电路的应用越来越广泛,但多数情况下,更新程序的同时无法完成喂狗操作,致使芯片不断复位,无法完成软件升级。在此基础上提出了一种基于RS232的带喂狗功能的TMS320F2812程序的远程加载方案,并详细阐述了实现过程。该方案不仅摆脱了Flash编程时对JTAG接口的依赖,而且对底层Flash API函数进行了修改,加入了喂狗程序,灵活性高,非常适用于军用领域,具有较大的实用价值。

DSP处理器单粒子翻转率测试系统的研制

航天器及其内部元器件在太空中会受到单粒子效应(SEE)带来的威胁,因此航天用电子器件在装备前必须进行抗SEE能力的测试评估。针对传统测试方法存在的测试系统程序容易在辐照过程崩溃、统计翻转数不准确、单粒子闩锁(SEL)辨别不清晰和忽略内核翻转统计等问题,设计了一种测试系统,通过片外加载与运行程序从而减少因辐照导致片内程序异常的现象;通过片外主控电路统计被测电路翻转数使统计翻转结果准确;通过主控电路控制被测电路时钟供给排除因频率增加导致电流过大而误判发生SEL的情况;通过内核指令集统计内核翻转数。实验结果表明,该测试系统可以实时全面地监测数字信号处理器(DSP)的SEE,并有效防止辐照实验器件(DUT)因SEL而失效。

永磁同步电机模糊自适应控制系统的设计

为解决永磁同步电机在阶跃响应中超调量太大的问题,设计了模糊PI控制器来实时调整其比例和积分增益,从而加快系统的动态响应性能。以Ti的TMS320F28335为控制芯片,详细阐述了嵌入式系统中硬件电路和软件程序的设计,包括相电流信号检测电路、速度信号检测电路、驱动电路、保护电路和模糊控制算法在中断函数中的实现流程。搭建了永磁同步电机模糊自适应控制系统,并进行了阶跃响应实验。根据实验结果可知,与PI控制器相比,模糊控制器可以将系统的超调量由30%降低到9%,验证了模糊PI控制器的有效性。

基于死区效应时间补偿的永磁同步电机矢量控制

为解决由于逆变器的死区效应造成的永磁同步电机相电流波形畸变的问题,采用时间补偿法进行死区效应补偿,减小电机的转矩脉动。在计算等效死区时间时,综合考虑了死区时间、开关管和二极管压降、开关管的开通和关断时间。三相电流的极性通过电流矢量角的计算得到。以TMS320F28335为控制芯片搭建了电机控制的嵌入式系统。根据仿真分析可知,采用时间补偿算法后,相电流的总谐波失真由10.16%降到5.96%。根据实验结果,经死区补偿后,相电流波形明显改善,d轴反馈电流误差由-0.019~+0.019减小到-0.013~+0.009,q轴反馈电流误差由0.059~0.078降到0.063~0.078,充分验证了时间补偿算法的有效性。

基于SHA-1身份认证的Flash程序烧写系统

基于SHA-1加密算法进行系统身份认证,通过USB2.0通信芯片FT2232H设计一种高效、安全的SOC Flash程序烧写系统.SOC程序烧写系统分为上位机和下位机,上位机利用FT2232H异步FIFO接口与SOC的TAP接口相连,TAP接口与下位机SOC的OCD模块相连,完成数据的相互传输.上位机利用SHA-1加密算法生成MAC值与下位机完成身份确认,调用其提供的动态链接库,实现SOC各种Flash程序的快速烧写.实验证明,基于SHA-1身份认证的Flash程序烧写系统能够实现高效、安全的程序烧写.