基于CAN总线的遥测数据处理模块软件设计

随着飞行器电子综合化技术的发展,数据总线在飞行器中得到大量应用。为满足某飞行器总线系统测量的需求,本文设计了一种基于CAN总线的遥测数据处理模块。硬件部分主要由CAN总线驱动器模块、DSP数字信号处理模块、FPGA逻辑处理模块组成。软件设计包括TMS320F28335的初始化,CAN总线数据处理和外部中断处理三部分。该模块用于某飞行器双路CAN总线数据的采集及处理,并经过了多次飞行试验验证。该模块简化了系统设计,实现了高速、可靠的CAN总线遥测数据处理。     

声波测井仪总线测试接口设计*

为了快速诊断国产声波测井仪或其短节的工作状态是否正常,设计了可与仪器或短节相匹配的总线测试接口电路。针对国产声波类测井仪器的所用总线,设计了Tool control bus(TCB)、High local bus(HLB)、Tool model bus(TMB)、Controller area network(CAN)等总线测试接口。其中TCB、HLB、TMB总线接口在FPGA芯片EP2C20Q240C8控制下实现,软件采用模块化的结构设计;CAN总线接口由单片机C8051F500控制实现。利用了设计的接口电路板,仿真实现了TMB总线的从节点功能,可测试仪器主控短节的工作状态。     

一种多通道CAN总线通讯M模块的设计

针对船舶燃机监控系统的CAN总线数据通信需求,设计了一种多通道CAN总线通讯模块。该方案采用M模块标准设计,使用4片独立的CAN控制器和CAN隔离收发器实现CAN节点电路、4通道CAN通讯控制和信号电气隔离。通过可编程逻辑器件CPLD以及硬件描述语言VerilogHDL,实现了M模块接口和4通道CAN总线接口的转换;在硬件设计的基础上,进行了CAN总线通信程序设计。经测试和应用结果表明,本模块能够实现4通道CAN总线大量数据通信,满足了设计需求,具有很好的应用前景。     

基于DSP和FPGA的CAN总线通信系统设计

为了提高高速条件下数据传输的稳定性和可靠性,文章提出了运用DSP与FPGA相配合的方式,控制CAN总线实现数据传输;系统采用SJA1000作为CAN总线控制器;采用PCA82C250作为CAN总线收发器;采用特有并行处理方式的FPGA实现对CAN总线控制器读写、使能等信号的控制;采用数据处理单元DSP与CAN总线控制器直接进行数据传输,省去了数据在DSP与FPGA之间传输的时间;采用两片74LVC4245完成3.3 V TTL标准信号与5 V COMS电平信号之间的转换;实验结果表明,系统数据传输过程稳定可靠,可以基本满足高速信号的处理与传输要求。     

基于XMC4500的智能USB-CAN接口模块设计

现有的USB-CAN接口模块存在不支持多应用同时访问、滤波算法简单、需要外接终端电阻等缺点或不足。提出了一种基于XMC4500微控制器的新型智能USB-CAN接口模块设计方法,并给出了详细的软硬件设计过程。接口模块具有支持多应用同时访问、提供复杂的软硬件智能滤波算法、能够通过软件设置终端电阻等诸多优点,可以用于各种基于PC的CAN总线通信数据分析与监测场合中。     

有源星型光纤CAN网络的数据传输系统的研究设计

在电磁干扰较强的工业现场环境下,为了提高数据传输的可靠性,以光纤作为数据传输介质的应用越来越广泛。目前以光纤作为传输介质的CAN总线的标准并没有形成,对各种CAN网络的拓扑结构和光纤CAN网络的特点进行了分析之后,提出了一种基于光纤的有源星型CAN网络的数据传输系统的设计方案。设计出数据传输系统的结构、硬件和软件,其中硬件主要包括用LPC2292作为CAN控制器,光纤收发模块的设计以及采用FPGA芯片作为有源耦合器的主控芯片,软件主要包括基于LPC2292微控制器实现CAN应用层协议和上位机监控软件的设计。通过四个CAN节点的实验的测试,系统具有良好的可靠性,同时验证了系统设计方案的正确性与可行性。     

CAN总线技术在光电编码器中的应用

介绍了采用CAN总线数据传输方式的系统中,光电编码器CAN总线接口的设计与应用。首先,设计了由单片机、独立CAN总线控制器SJA1000、CAN总线收发器TJA1050及高速光耦TLP113等构成的光电编码器CAN总线接口硬件电路;然后,介绍了光电编码器CAN总线接口的软件设计,包括初始化的设计、CAN总线报文接收及发送的设计;最后,通过周立功公司的“USBCAN1”型号CAN总线接口卡验证了该光电编码器CAN总线接口设计的可行性。实验中采用1米长的屏蔽双绞线作为传输介质,通信速率为800kbps;结果表明：带有CAN接口的光电编码器克服了传统的通信线路的缺点,具有更高的实时性、可靠性且通信速率高、传输距离长、抗干扰能力强,更加适用于自动化测量和控制系统。     

CAN总线在石油仪器组合导航系统中的应用

基于DSP + FPGA结构的石油仪器组合导航系统中CAN总线系统设计,为了使数据能够在整个CAN总线网络协调、有效、快速、稳定的传输,提出了一种使用FPGA作为CAN总线节点结构中的核心处理器的设计方法;CAN控制器采用具有SPI接口的MCP2515,利用FPGA实现MCP2515的初始化、数据的发送和接收,实现了DSP处理器的CAN总线扩展应用;该方法由于把CAN节点控制的大量的工作交给FPGA实现,DSP只需要对FPGA中CAN数据接收FIFO和CAN数据发送FIFO进行读写操作,即可完成CAN总线的数据读写操作,大大减轻了DSP的数据处理压力;试验测试及产品应用表明,该设计有效、稳定可靠、可扩展性好,易于修改和移植,具有较强的工程实用价值。     

CAN总线在组合导航系统中的应用

基于DSP FPGA结构的石油仪器组合导航系统中CAN总线系统设计,为了使数据能够在整个CAN总线网络协调、有效、快速、稳定的传输,提出了一种使用FPGA作为CAN总线节点结构中的核心处理器的设计方法。CAN控制器采用具有SPI接口的MCP2515,利用FPGA实现MCP2515的初始化、数据的发送和接收,实现了DSP处理器的CAN总线扩展应用。该方法由于把CAN节点控制的大量的工作交给FPGA实现,DSP只需要对FPGA中CAN数据接收FIFO和CAN数据发送FIFO进行读写操作,即可完成CAN总线的数据读写操作,大大减轻了DSP的数据处理压力。试验测试及产品应用表明,本设计有效、稳定可靠、可扩展性好,易于修改和移植,具有较强的工程实用价值。     

光纤接口模块自动测试系统的研究与应用

雷达系统内部含有多种带有光纤接口的数字电路模块,对于这类电路板的测试问题,文中提出了一种构建自动测试系统的通用方法。基于CPCI总线的多功能光纤测试模块作为该测试系统的核心测试部件,对外提供10个可收发的光纤接口,光纤接口数据传输速率可在一定范围内设定,以匹配被测模块的光口速率要求,协议数据包可按用户自定义方式发送和录取,解决了被测模块的多光口测试,光口数据传输速率不统一,数据包格式各不相同的等问题。整个测试过程可由软件控制自动完成。该测试系统能够实现对标准总线和非标准总线的光纤接口雷达数字模块的自动测试,经过实际测试验证表明,该系统运行稳定可靠,提高了武器装备的综合保障能力。     

Analysis of the influence of backscattered optical power over bidirectional PON links

Our aim is to describe the behavior of non-linear scattering effects that arise in standard single mode fiber (SMF), specifically scattering effects that propagate optical power in the reverse direction of the source signal such as Rayleigh Scattering (RS) and Brillouin Scattering (BS). For this purpose, the effects of backscattering phenomena over a bidirectional data transmission in a passive optical network (PON) scheme have been assessed. The impact of these high optical power components over reception at the optical line terminal (OLT) side has been determined when both links use the same wavelength. Bit Error Rate (BER) measurements have been performed with different transmission rates, using several techniques to mitigate the influence of backscattering over the received signal and considering cases with filtered and unfiltered BS.     

基于智能数据采集器的研究与实现

针对目前各行业数字化、智能化产品应用日趋广泛，数据的获取、传输、分析、应用尤为重要，如何避免采集设备接口单一、功能固定、实用性差等缺点，提出采用ARM嵌入式工控模块M9080-N20为基础，采用VK3266串口芯片扩展UART串行接口，提出基于73K222AU调制解调器、HR219307变压器实现采集器二线模拟通信，并支持以太网、CAN总线和UART串行通信，可以有效解决数据远程采集、传输和控制，适用于特殊环境设备故障检测、诊断和抢修。实验结果证明，智能数据采集器不仅具有多种型号设备故障诊断功能；还能实现野外快速通信组网，不同类型设备数据远程采集、传输、分析和控制功能，在军民融合产品上具有广阔的应用前景和实用价值。     

基于FPGA的千兆以太网光纤转换器的设计

根据实际高清晰度LED大屏幕显示器远距离的传输需求,为了解决千兆以太网5类非屏蔽双绞线最长100米传输距离的瓶颈问题,选用了传输距离较远的光纤取代原有的5类非屏蔽双绞线。出于成本考虑,不改变原有发送与接收系统结构,设计了一种千兆以太网光纤转换器,通过基于FPGA的光纤端和千兆以太网端数据格式的转换及控制模块的设计,实现了以太网双绞线和光纤两种介质间的相互转换。将该转换器应用于高清晰度LED显示屏的实时数字视频传输系统中,取得了良好的效果,实现了远达10千米的实时数字视频传输,满足了未来一段时期内用户的需求,达到了设计的预期目标。     

Design of millimeter-wave fiber-wireless downlink with remote local-oscillator delivery by using dual-electrode Mach-Zehnder modulators configured for optical single-sideband modulations

An optical fiber-wireless system operating in millimeter-wave (MMW) bands may include numerous optical remote access points (RAPs) of which the cost is critical to implement such systems in real market. In this paper, we design an optical fiber communication system for MMW optical fiber downlink transmission with remote MMW local-oscillator (LO) delivery for intermediate frequency (IF) fiber uplink transmission. The new design is based on two dual-electrode Mach-Zehnder modulators in parallel both configured for optical single-sideband modulations. By using the proposed design, a conventional RAP can be simplified in structure to reduce the cost. Our numerical results show that, with the proposed design, 1-Gbit/s binary-phase-shift-keying (BPSK) data at a 42-GHz sub-carrier frequency can be transmitted over a 20-km standard single-mode optical fiber followed by a wireless transmission of several kilometers. Moreover, a MMW LO at 37-GHz frequency can be remotely delivered over tens of kilometers of a standard single-mode fiber with acceptable deterioration in the LO phase noise for IF uplink fiber transmission.     

应用于在束PET的光纤链路设计

医用重离子加速器(Heavy-Ion Medical Machine,HIMM)中安装在束正电子发射断层扫描装置(In-beam Positron Emission Tomography,In-beam PET)可实现治疗时对肿瘤靶区的照射剂量和位置分布的实时监测功能.在束PET工作时,事件经探测器阵列采集,由前端数据...     

Adaptive upstream optical power adjustment depending on required power budget in PON access

According to the present passive optical network (PON) standard, the fiber transmission lengths are from 500 m to 20 km between the optical line terminal (OLT) and different optical network units (ONUs). It will result in difference power losses (ΔP_loss) from 4 to 5 dB. Hence, we propose to adjust adaptively the output optical power of the upstream laser diode (LD) depending on the different fiber lengths. With the different fiber transmission lengths, we can properly adjust the bias current and modulation index of upstream LD for energy-saving. We characterize and analyze experimentally the relationship of output optical power and modulation amplitude Vamp under different fiber transmissions in PON access. Moreover, due to the adaptive power control of upstream signal, the optical upstream equalization also can be retrieved with power variation of 1.1 dB in this experiment.     

基于FPGA和CAN控制器软核的CAN总线发送系统的设计与实现

基于FPGA嵌入式片上可编程技术,采用现有的CAN总线控制器软核模块,设计了软核控制程序,将由CAN控制器软核及其控制程序组成的CAN发送软件嵌入在FPGA内部,开发了CAN总线通信系统,实现了对CAN总线数字量的发送。经过软件仿真验证、静态时序分析和硬件系统测试,仿真和测试结果表明,该系统设计合理,方案可行,时序正确,功能、性能满足要求。系统将硬件软件化,有效的减少了外围芯片的数量,降低了系统的体积和功耗,提高了产品的集成度、通用性和可靠性,具有良好的实用价值和推广前景。     

AFDX网络传输性能分析

AFDX(Avionics Full Duplex Switched Ethernet) 作为一种基于Ethernet技术的全双工数据交换航空电子数据总线,它不仅避免了Ethernet数据传输冲突和碰撞的问题,而且在减轻重量的基础上提高了数据传输率。在设计的过程中,为了保证数据传输的实时性和可靠性,确保数据传输的确定性和无丢失服务,网络传输性能测试分析是设计人员必须考虑的问题。由此一种简单快捷的基于网络演算 NC( Network Calculus)理论进行总线性能传输和测试的方法被推导出来,目的是通过数学评估和仿真的手段分析不同航空电子AFDX数据总线和网络拓扑结构的传输性能,分析的主要目的针对三个重要的网络延迟参数指标(延迟、预留缓冲区和输出数据流)。开展这方面的研究有利于在航电总线设计初期帮助设计人员发现问题,尤其是应用于保证航电数据总线无丢失确定性服务方面。除此之外,还比较了目前存在的延迟计算的几种常用方法,并通过仿真举例说明了这种方法的应用。     

All-fiber wavelength- and mode-selective coupler for optical interconnections

We experimentally demonstrate a new wavelength- and mode-selective coupler utilizing intermodal coupling between a standard single-mode fiber (SMF) and a hollow optical fiber (HOF). The fabricated device routes optical signals such that a 1.3-microm signal is directed to the HOF port, adiabatically converting the LP(01) mode into a ring-shaped mode, which can be further connected to a gigabit ethernet link, reducing the differential mode-dispersion penalty. Optical signals near 1.5microm , meanwhile, stay in the LP(01) mode of the SMF arm for further connection to conventional wavelength-division multiplexing links based on erbium-doped fiber amplifiers. The performance of the device is characterized in terms of insertion loss, channel isolation, and mode-conversion efficiency.