本發(fā)明涉及一種1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的快速校驗(yàn)裝置，屬于伺服系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備是基于網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字總線技術(shù)的自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備，是由計(jì)算機(jī)、供電電源箱、轉(zhuǎn)接箱及電纜等組成的復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)中的1553b總線接口卡直接完成控制信號(hào)的發(fā)送和對(duì)1553b總線遠(yuǎn)程終端應(yīng)答信號(hào)的采集，模擬量通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)接箱完成模擬信號(hào)的調(diào)理后進(jìn)入模擬信號(hào)采集卡進(jìn)行采集與處理，同時(shí)完成1553b總線控制信號(hào)輸出、采集數(shù)據(jù)的接收解碼及管理、數(shù)據(jù)處理、圖像顯示。

1553b總線式測(cè)試設(shè)備已廣泛應(yīng)用于伺服系統(tǒng)測(cè)試領(lǐng)域。現(xiàn)有技術(shù)中，1553b總線式測(cè)試設(shè)備設(shè)計(jì)調(diào)試只能通過(guò)最終的系統(tǒng)聯(lián)試來(lái)驗(yàn)證總線通訊的正確性與可靠性，這種驗(yàn)證往往只能在功能上證明產(chǎn)品是否符合設(shè)計(jì)要求，無(wú)法量化設(shè)計(jì)指標(biāo)，在研制過(guò)程中也不能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)終端、線纜的電氣或協(xié)議故障，無(wú)法捕獲網(wǎng)絡(luò)的emc特性指標(biāo)。在1553b總線式測(cè)試設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，測(cè)試設(shè)備設(shè)計(jì)及使用人員往往陷入無(wú)計(jì)可施的境地，只能借助于傳統(tǒng)設(shè)備(如示波器、萬(wàn)用表等)檢查電氣性能，此種方式效率低、操作復(fù)雜、可靠性差。另外，在外場(chǎng)使用時(shí)未提前檢測(cè)其測(cè)試功能及測(cè)試精度的完好性，如果所述測(cè)試設(shè)備發(fā)生故障將會(huì)導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)判斷是測(cè)試設(shè)備故障還是彈上產(chǎn)品故障，耽誤試驗(yàn)整體進(jìn)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)和不足，提供一種1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的快速校驗(yàn)裝置，使1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備在外場(chǎng)使用時(shí)，可以提前檢測(cè)其測(cè)試功能及測(cè)試精度的完好性，完成1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備發(fā)送信號(hào)及采集信號(hào)功能的校驗(yàn)工作，利用所述快速校驗(yàn)裝置對(duì)1553b總線測(cè)試設(shè)備的電氣性能、軟件協(xié)議進(jìn)行檢測(cè)，據(jù)此大大提高產(chǎn)品研發(fā)、調(diào)試及外場(chǎng)測(cè)試故障檢測(cè)的效率。

(二)技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的快速校驗(yàn)裝置，所述快速校驗(yàn)裝置通過(guò)模擬量電纜和1553b總線與所述測(cè)試設(shè)備進(jìn)行交互，所述測(cè)試設(shè)備通過(guò)1553b總線向所述快速校驗(yàn)裝置發(fā)送指令信號(hào)，所述快速校驗(yàn)裝置利用變壓器耦合方式接收外部所述測(cè)試設(shè)備發(fā)來(lái)的信號(hào)，并將所述信號(hào)解析成模擬量輸出至相應(yīng)插座上的信號(hào)高端，所述測(cè)試設(shè)備可通過(guò)模擬量采集板卡通過(guò)模擬量電纜對(duì)模擬輸出量進(jìn)行采集，判斷1553b總線傳遞的信號(hào)是否正確，精度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求；所述快速校驗(yàn)裝置包括五個(gè)功能模塊：數(shù)據(jù)管理模塊、dsp數(shù)據(jù)處理模塊、mil-std-1553b總線通訊模塊、fpga/cpu邏輯控制模塊以及伺服系統(tǒng)特征模擬模塊；其中，數(shù)據(jù)管理模塊與dsp數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行交互，dsp數(shù)據(jù)處理模塊與mil-std-1553b總線通訊模塊交互，數(shù)據(jù)管理模塊、dsp數(shù)據(jù)處理模塊、mil-std-1553b總線通訊模塊可分別與fpga/cpu邏輯控制模塊交互，fpga/cpu邏輯控制模塊與伺服系統(tǒng)特征模擬模塊交互；所述快速校驗(yàn)裝置包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述硬件系統(tǒng)是基于powerpc處理器的低功耗數(shù)字/模擬一體化嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)，包括嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)、電源模塊、1553b總線、模擬量輸出、rs232接口和一個(gè)百兆以太網(wǎng)接口。

進(jìn)一步的，所述powerpc處理器為mpc8280，在所述嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)中，mpc8280由嵌入式powerpc內(nèi)核和通信處理模塊組成，通信處理模塊分擔(dān)嵌入式powerpc內(nèi)核的外圍工作；mpc8280的接口單元包括一個(gè)存儲(chǔ)控制器、一個(gè)60x-to-pci總線橋；mpc8280的通信處理模塊同時(shí)支持3個(gè)串行通信控制器、2個(gè)多通道控制器、4個(gè)串行通信控制器、2個(gè)串行管理控制器、1個(gè)串行外圍接口和一個(gè)i2c接口；所述mpc8280還包括一個(gè)bootrom、一個(gè)存儲(chǔ)flash、一個(gè)sdram、一個(gè)cpld，bootrom、flash和sdram均掛接在mpc8280的60x總線上；分別利用通訊處理模塊的串行管理控制器擴(kuò)展一路rs232接口、快速串行通信控制器擴(kuò)展一路百兆以太網(wǎng)接口。

進(jìn)一步的，所述電源模塊中，所述快速校驗(yàn)裝置由外部提供28v直流電源，內(nèi)部使用dc-dc模塊將28v轉(zhuǎn)換為+5v、±15輸出，而所述快速校驗(yàn)裝置中功能模塊需要的+3.3v、+1.5v工作電壓，再通過(guò)dc-dc芯片由+5v轉(zhuǎn)換而來(lái)。

進(jìn)一步的，所述1553b總線集成了兩個(gè)收發(fā)器、協(xié)議、存儲(chǔ)器管理、處理器接口邏輯以及一個(gè)ram；所述1553b總線內(nèi)部ram可提供16位數(shù)據(jù)總線和16位地址總線供cpu讀寫；提供主備兩路1553b差分線與1553b總線相連；接收來(lái)自所述測(cè)試設(shè)備的指令，并由cpu對(duì)指令進(jìn)行解析處理。

進(jìn)一步的，在模擬量輸出中，將數(shù)字信號(hào)在所述校驗(yàn)裝置內(nèi)部轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，模擬信號(hào)輸出電壓范圍為-10v～+10v,選用adi公司ad5547bruz實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，采用高精度模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ad7006對(duì)ad5547bruz輸出的兩路信號(hào)進(jìn)行回采監(jiān)控。

進(jìn)一步的，所述軟件系統(tǒng)用于在沒(méi)有伺服系統(tǒng)的情況下模擬伺服系統(tǒng)功能，所述軟件系統(tǒng)包括運(yùn)行在所述快速校驗(yàn)裝置內(nèi)的嵌入式軟件和運(yùn)行在控制計(jì)算機(jī)的控制軟件，所述軟件系統(tǒng)包括配置參數(shù)獲取模塊、配置保存模塊、校驗(yàn)數(shù)據(jù)生成模塊、所述快速校驗(yàn)裝置功能等效模塊、協(xié)議數(shù)據(jù)處理模塊、1553b數(shù)據(jù)接口模塊、模擬數(shù)據(jù)接口模塊、操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)、板級(jí)支持包。

進(jìn)一步的，所述1553b數(shù)據(jù)接口模塊包括以下功能：

1)從1553b總線獲取數(shù)據(jù)；

2)執(zhí)行crc校驗(yàn)，校驗(yàn)通過(guò)則將數(shù)據(jù)送往應(yīng)用模塊；若失敗，設(shè)置bu61580相應(yīng)狀態(tài)位，并記錄錯(cuò)誤；

3)接受應(yīng)用模塊發(fā)送的1553b總線消息數(shù)據(jù)；

4)計(jì)算消息數(shù)據(jù)包c(diǎn)rc值并組包；

5)將生成的數(shù)據(jù)包通過(guò)驅(qū)動(dòng)發(fā)送到1553b總線內(nèi)存。

進(jìn)一步的，所述快速校驗(yàn)裝置功能校驗(yàn)?zāi)K包括以下功能：

1)自檢并反饋結(jié)果；

2)執(zhí)行同步命令并反饋結(jié)果；

3)執(zhí)行時(shí)序及控制指令，其中控制指令的發(fā)送周期為10ms；

4)執(zhí)行主作動(dòng)器模擬量測(cè)試參數(shù)命令；

5)滾控作動(dòng)器模擬量測(cè)試；

6)參數(shù)裝訂；

7)程序裝訂。

進(jìn)一步的，所述協(xié)議數(shù)據(jù)處理模塊包括以下功能：

1)解析1553b總線協(xié)議數(shù)據(jù)，處理非法數(shù)據(jù)；

2)分配1553b總線協(xié)議數(shù)據(jù)至相應(yīng)仿真單元；

3)獲取仿真單元反饋數(shù)據(jù)；

4)通過(guò)下層接口反饋數(shù)據(jù)到所述測(cè)試設(shè)備；

5)獲取adc數(shù)據(jù)；

6)發(fā)送dac數(shù)據(jù)。

(三)有益效果

本發(fā)明的有益效果是：

(1)采用了數(shù)字化技術(shù)，可模擬彈上伺服系統(tǒng)控制器，作為所述快速校驗(yàn)裝置端實(shí)現(xiàn)對(duì)1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備端設(shè)備、模擬采集設(shè)備及數(shù)字線纜連接狀態(tài)進(jìn)行快速功能和性能檢測(cè)校驗(yàn)，有效提高1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的自校準(zhǔn)自動(dòng)化測(cè)試水平。

(2)在指定激勵(lì)下，模擬伺服系統(tǒng)完成信號(hào)反饋，可以快速對(duì)所述測(cè)試設(shè)備軟件設(shè)置參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；

(3)利用其擴(kuò)展性，可以實(shí)現(xiàn)多通道模擬量輸出，完成不同型號(hào)所述測(cè)試設(shè)備數(shù)字模擬量采集的校驗(yàn)工作，體積小，攜帶方便，適用于軍工企業(yè)測(cè)試設(shè)備在外場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)校驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的快速校驗(yàn)裝置工作原理圖。

圖2是本發(fā)明的1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的快速校驗(yàn)裝置硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明的1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的快速校驗(yàn)裝置軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，本發(fā)明的1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的快速校驗(yàn)裝置通過(guò)模擬量電纜和1553b總線與所述測(cè)試設(shè)備進(jìn)行交互。所述測(cè)試設(shè)備通過(guò)1553b總線向所述快速校驗(yàn)裝置發(fā)送指令信號(hào)，所述快速校驗(yàn)裝置利用變壓器耦合方式接收外部所述測(cè)試設(shè)備發(fā)來(lái)的信號(hào)，并將所述信號(hào)解析成模擬量輸出至相應(yīng)插座上的信號(hào)高端。此時(shí)，所述測(cè)試設(shè)備可通過(guò)模擬量采集板卡通過(guò)模擬量電纜對(duì)模擬輸出量進(jìn)行采集，判斷1553b總線傳遞的信號(hào)是否正確，精度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備快速校驗(yàn)裝置包括五個(gè)功能模塊：數(shù)據(jù)管理模塊、dsp數(shù)據(jù)處理模塊、mil-std-1553b總線通訊模塊、fpga/cpu邏輯控制模塊以及伺服系統(tǒng)特征模擬模塊。其中，數(shù)據(jù)管理模塊與dsp數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行交互，dsp數(shù)據(jù)處理模塊與mil-std-1553b總線通訊模塊交互，數(shù)據(jù)管理模塊、dsp數(shù)據(jù)處理模塊、mil-std-1553b總線通訊模塊可分別與fpga/cpu邏輯控制模塊交互，fpga/cpu邏輯控制模塊與伺服系統(tǒng)特征模擬模塊交互。

1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備快速校驗(yàn)裝置包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。

1、參照?qǐng)D2，所述硬件系統(tǒng)如下：

1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備快速校驗(yàn)裝置是基于高性能powerpc處理器mpc8280的低功耗數(shù)字/模擬一體化嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)，包括嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)、電源模塊、1553b總線、模擬量輸出、rs232接口和一個(gè)百兆以太網(wǎng)接口。所述快速校驗(yàn)裝置輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表11553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備快速校驗(yàn)裝置輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系

(1)嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)

mpc8280由嵌入式powerpc內(nèi)核(g2_le)和通信處理模塊(cpm)組成，powerpc內(nèi)核(g2_le)是一種嵌入式mpc603e微處理器，其具有16kb指令緩存和16k數(shù)據(jù)緩存。通信處理模塊(cpm)分擔(dān)了嵌入式powerpc內(nèi)核的外圍工作，這種雙處理器的體系結(jié)構(gòu)相比于傳統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的處理器功耗要小很多。mpc8280系統(tǒng)接口單元包括一個(gè)靈活的存儲(chǔ)控制器、一個(gè)60x-to-pci總線橋。mpc8280的通信處理模塊(cpm)同時(shí)支持3個(gè)快速的串行通信控制器(fcc)、2個(gè)多通道控制器(mcc)、4個(gè)串行通信控制器(scc)、2個(gè)串行管理控制器(smc)、1個(gè)串行外圍接口(spi)和一個(gè)i2c接口。

mpc8280包括一個(gè)1mb的bootflash用于存放啟動(dòng)代碼、一個(gè)64mb的存儲(chǔ)flash用于存放系統(tǒng)文件和用戶數(shù)據(jù)、64bits/256mb的sdram提高系統(tǒng)效率、同時(shí)使用1片cpld處理板上邏輯。bootflash、數(shù)據(jù)flash和sdram均掛接在mpc828060x總線上。并配以必要的電源、時(shí)鐘和復(fù)位模塊，

為了方便系統(tǒng)調(diào)試，分別利用cpm的串行管理控制器(smc)擴(kuò)展一路rs232接口、快速串行通信控制器(fcc)擴(kuò)展一路百兆以太網(wǎng)接口。

(2)電源模塊

所述快速校驗(yàn)裝置由外部提供28v直流電源，內(nèi)部使用dc-dc模塊將28v轉(zhuǎn)換為+5v、±15輸出，而所述快速校驗(yàn)裝置中功能模塊需要的+3.3v、+1.5v工作電壓，再通過(guò)dc-dc芯片由+5v轉(zhuǎn)換而來(lái)。

(3)1553b總線

1553b總線(rt)選用深圳國(guó)微sm61581s6實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的隔離變壓器采用b-3226，變壓比選擇1：1.79，采用變壓器耦合方式。sm61581s6集成了兩個(gè)收發(fā)器、協(xié)議、存儲(chǔ)器管理、處理器接口邏輯以及一個(gè)ram。sm61581s6內(nèi)部ram可提供16位數(shù)據(jù)總線和16位地址總線(設(shè)計(jì)實(shí)際采用13位地址線)供cpu讀寫；提供主備兩路1553b差分線與1553b總線相連。sm61581s6作為1553b總線(rt)，接收來(lái)至所述測(cè)試設(shè)備的指令，并由cpu對(duì)指令進(jìn)行解析處理。

(4)模擬量輸出

為實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)輸出是否準(zhǔn)確的校驗(yàn)，將數(shù)字信號(hào)在校驗(yàn)裝置內(nèi)部轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。模擬信號(hào)輸出電壓范圍為-10v～+10v,選用adi公司ad5547bruz實(shí)現(xiàn),ad5547bruz是雙通道、精密、16位、乘法、低功耗、電流輸出、并行輸入數(shù)模轉(zhuǎn)換器，采用+5v單電源供電，四象限輸出的乘法基準(zhǔn)電壓為±10v，輸出帶寬最高可達(dá)4mhz。由于ad5547bruz的兩路輸出需要分別接到8255連接器的48個(gè)管腳上面，所以分別使用6片運(yùn)算放大器對(duì)ad5547bruz兩路輸出信號(hào)進(jìn)行跟隨處理，再輸出到8255的針腳上，這樣既保證了通道數(shù)、又實(shí)現(xiàn)了通道之間的相互隔離。

同時(shí)，采用高精度模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)ad7006對(duì)ad5547bruz輸出的兩路信號(hào)進(jìn)行回采監(jiān)控。

2、參照?qǐng)D3，所述軟件系統(tǒng)如下:

1553b總線式伺服系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備快速校驗(yàn)裝置的軟件系統(tǒng)用于在沒(méi)有伺服系統(tǒng)的情況下模擬伺服系統(tǒng)功能。所述軟件系統(tǒng)包括運(yùn)行在所述快速校驗(yàn)裝置內(nèi)的嵌入式軟件和運(yùn)行在控制計(jì)算機(jī)的控制軟件。所述軟件系統(tǒng)包括配置參數(shù)獲取模塊、配置保存模塊、校驗(yàn)數(shù)據(jù)生成模塊、所述快速校驗(yàn)裝置(rt)功能等效模塊、協(xié)議數(shù)據(jù)處理模塊、1553b數(shù)據(jù)接口模塊、模擬數(shù)據(jù)接口模塊、操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)、板級(jí)支持包。

所述軟件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)為vxworks5.5.1，其能可靠的保證實(shí)時(shí)性，且裁剪性能好。所述快速校驗(yàn)裝置操作系統(tǒng)采用vxworks，并根據(jù)采用的cpu及單板硬件外圍芯片開發(fā)相應(yīng)板級(jí)支持包和驅(qū)動(dòng)，文件系統(tǒng)采用fat32文件系統(tǒng)。

軟件系統(tǒng)分為bsp包模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，bsp包模塊主要完成配置cpu及相關(guān)外設(shè)、加載操作系統(tǒng)和其他需要支持的功能；驅(qū)動(dòng)模塊主要包括1553b總線(即sm61581s6)芯片驅(qū)動(dòng)、和adc/dac驅(qū)動(dòng)。

1553b數(shù)據(jù)接口模塊包括以下功能：

1)從1553b總線(即sm61581s6)獲取數(shù)據(jù)；

2)執(zhí)行crc校驗(yàn)，校驗(yàn)通過(guò)則將數(shù)據(jù)送往應(yīng)用模塊；若失敗，設(shè)置bu61580相應(yīng)狀態(tài)位，并記錄錯(cuò)誤；

3)接受應(yīng)用模塊發(fā)送的1553b總線消息數(shù)據(jù)；

4)計(jì)算消息數(shù)據(jù)包c(diǎn)rc值并組包；

5)將生成的數(shù)據(jù)包通過(guò)驅(qū)動(dòng)發(fā)送到1553b總線(即sm61581s6)內(nèi)存；

6)上述步驟中，crc為crc16校驗(yàn)碼。

校驗(yàn)裝置數(shù)據(jù)生成模塊包括以下功能：

1)根據(jù)配置文件生成等效數(shù)據(jù)；

2)根據(jù)所述測(cè)試設(shè)備對(duì)所述快速校驗(yàn)裝置的參數(shù)裝訂生成校驗(yàn)數(shù)據(jù)；

所述快速校驗(yàn)裝置功能校驗(yàn)?zāi)K包括以下功能：

1)自檢并反饋結(jié)果；

2)執(zhí)行同步命令并反饋結(jié)果；

3)執(zhí)行時(shí)序及控制指令，其中控制指令的發(fā)送周期為10ms。4)執(zhí)行主作動(dòng)器模擬量測(cè)試參數(shù)命令；

5)滾控作動(dòng)器模擬量測(cè)試；

6)參數(shù)裝訂；

7)程序裝訂。

協(xié)議數(shù)據(jù)處理模塊包含以下功能：

1)解析1553b總線協(xié)議數(shù)據(jù)，處理非法數(shù)據(jù)；

2)分配1553b總線協(xié)議數(shù)據(jù)至相應(yīng)仿真單元；

3)獲取仿真單元反饋數(shù)據(jù)；

4)通過(guò)下層接口反饋數(shù)據(jù)到所述測(cè)試設(shè)備；

5)獲取adc數(shù)據(jù)；

6)發(fā)送dac數(shù)據(jù)。