機(jī)載任務(wù)記錄器中數(shù)據(jù)記錄器組件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：隨著現(xiàn)代空戰(zhàn)訓(xùn)練的轉(zhuǎn)型，對(duì)機(jī)載任務(wù)記錄系統(tǒng)所記錄數(shù)據(jù)的多樣性和全面性，記錄數(shù)據(jù)的時(shí)間同步性和一致性有了很高的要求。為此，在新型機(jī)載任務(wù)記錄儀設(shè)計(jì)研發(fā)中，采用統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，同步記錄多路任務(wù)數(shù)據(jù)，嚴(yán)格保證了事后評(píng)判的客觀性和時(shí)間準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：事后評(píng)判；任務(wù)記錄；VXWORKS；SATA；RS422

事后評(píng)判是戰(zhàn)術(shù)對(duì)抗訓(xùn)練中的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的事后評(píng)判方法是分別下載各類機(jī)載任務(wù)數(shù)據(jù)，分別采用各自的數(shù)據(jù)分析工作站對(duì)訓(xùn)練過(guò)程中所記錄的真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行判讀，并人工對(duì)比各類事件和數(shù)據(jù)的時(shí)間和數(shù)值，給出對(duì)抗訓(xùn)練結(jié)果。

但在實(shí)際使用中，由于飛機(jī)種類眾多，飛機(jī)上記錄的任務(wù)數(shù)據(jù)各不相同，且各類數(shù)據(jù)的時(shí)間基準(zhǔn)也不一致，造成絕對(duì)時(shí)間不統(tǒng)一，給事后客觀評(píng)判帶來(lái)了很大困難。例如，在合同戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練中，要給出一個(gè)客觀、準(zhǔn)確的對(duì)抗評(píng)估結(jié)果，往往使用很多人力，花費(fèi)幾周時(shí)間才能給出準(zhǔn)確對(duì)抗結(jié)果。這已成為新形勢(shì)下合同戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練中的瓶頸問(wèn)題。

為此，設(shè)計(jì)了機(jī)載任務(wù)記錄器對(duì)多種任務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合采集，統(tǒng)一時(shí)標(biāo)、集中記錄的新方法，實(shí)現(xiàn)事后分析的快速、準(zhǔn)確、客觀判讀。新研設(shè)備采用統(tǒng)一絕對(duì)時(shí)間，同步采集記錄視頻、音頻、及其他任務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，嚴(yán)格保證了事后評(píng)判的客觀性和時(shí)間準(zhǔn)確性。鑒于系統(tǒng)的龐大性和復(fù)雜性，文中僅介紹機(jī)載任務(wù)器中數(shù)據(jù)記錄組件的設(shè)計(jì)。

1 數(shù)據(jù)記錄組件的硬件設(shè)計(jì)

1．1 總體設(shè)計(jì)思想

數(shù)據(jù)記錄器組件完成系統(tǒng)的控制、數(shù)據(jù)處理、RS422數(shù)據(jù)接收和記錄。數(shù)據(jù)記錄器組件實(shí)現(xiàn)16路串口的收發(fā)，對(duì)其中的9路RS422串口信號(hào)進(jìn)行分析、解析、加時(shí)間標(biāo)簽后打包記錄；另外，1路RS422串口信號(hào)用于外部通信，4路RS422串口信號(hào)用于記錄模塊上保存的北京時(shí)間，1路RS422串口用于接收GPS數(shù)據(jù)，另有1路串口預(yù)留系統(tǒng)擴(kuò)展。數(shù)據(jù)記錄器組件還預(yù)留了2路RS232接口，用于調(diào)試和擴(kuò)展。數(shù)據(jù)記錄器組件還具備1路串行SATA接口，掛載一個(gè)8G的數(shù)據(jù)記錄電子盤。1路PATA接口，掛載一塊512M字節(jié)的FLASH盤，供系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件使用，數(shù)據(jù)記錄器組件的原理圖如圖1所示。

1．2 硬件實(shí)現(xiàn)

1)處理器電路

主控模塊處理器采用德國(guó)控創(chuàng)公司的高效率嵌入式微處理模塊nanoETXexpress-SP，該產(chǎn)品具有如下特點(diǎn)：①接口兼容ETX標(biāo)準(zhǔn)；②CPU采用Intel公司的高效嵌入式處理器Intel@AtomZ510，主頻1．1 GHz，該CPU具有超低工作電壓(ULV)，512 kByte cache，前端總線(FSB)400 MHz等特點(diǎn)，內(nèi)存最大支持1 GB(目前配置512 MB)；③集成64 MB顯存的顯示控制器；④具有豐富的外設(shè)接口，如圖2所示；⑤功耗較低(最大功耗7 W，待機(jī)功耗4．5 W)。

2)PCI-UART電路

由于主控模塊需要處理的RS422接口較多，而且要求達(dá)到的速度較高，只有使用速度較高的PCI總線接口的UART才能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理，經(jīng)過(guò)查詢比較，選用市場(chǎng)上技術(shù)較成熟的EXAR公司的PCI接口的8路UART芯片XR17D158來(lái)實(shí)現(xiàn)，其功能框圖如圖3所示。