專利名稱：Fc-ae-1533設備故障仿真裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種設備故障仿真裝置。
背景技術：
隨著航空航天電子總線的發(fā)展，設備間的互聯(lián)性能以及對數據吞吐能力的要求也在逐步提升，而基于光纖通道技術的FC-AE-1553總線由于在數據傳輸帶寬、網絡性能等方面的優(yōu)勢成為繼MIL-STD-1553B總線后的軍用總線標準，將越來越多的應用于星載、艦載、機載等設備。隨著對FC-AE-1533的深入研究，FC-AE-1533設備將大量涌現，總線測試手段缺乏的問題日益凸顯。目前，國內市場上還沒有能通過故障注入對FC-AE-1533進行測試的FC-AE-1533設備故障仿真裝置。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了對FC-AE-1533設備進行故障仿真，進而實現對FC-AE-1533設備的故障進行檢測的問題，從而提供ー種FC-AE-1533設備故障仿真裝置。FC-AE-1533設備故障仿真裝置，它包括可編程邏輯器件、光電/電光轉換模塊和故障仿真上位機；可編程邏輯器件的內部構建有Qsys系統(tǒng)，所述Qsys系統(tǒng)包括NIOSII處理器、光纖接ロ模塊、PCIe模塊和AVALON總線；NIOSII處理器、光纖接ロ模塊和PCIe模塊均掛接在AVALON總線上；NIOSII處理器用于向光纖接ロ模塊和PCIe模塊發(fā)送控制命令；PCIe模塊用于通過PCIe接ロ接收來自故障仿真上位機的注入故障信息以及與仿真上位機進行數據交互；光纖接ロ模塊用于將故障仿真上位機的注入故障信息通過光電/電光轉換模塊發(fā)送至待檢測FC-AE-1533設備；還用于將故障仿真上位機的數據進行編碼，并將編碼后的數據通過光電/電光轉換模塊發(fā)送至待檢測FC-AE-1533設備；還用于通過光電/電光轉換模塊接收來自待檢測FC-AE-1533設備的數據，對該數據進行解碼、CRC校驗以及通過部件13上傳至故障仿真上位機；光電/電光轉換模塊用于實現光信號和電信號的相互轉換。有益效果本發(fā)明能夠對FC-AE-1533設備進行故障仿真，進而實現對FC-AE-1533設備的故障進行檢測，本發(fā)明可廣泛應用于航空電子設備、戰(zhàn)斗機、民用飛機、艦艇以及其他帶有滿足FC-AE-1553協(xié)議設備的場合，可以對上述產品進行維護、測試以及故障檢修等 工作。


圖I是本發(fā)明的結構示意圖；圖2是本發(fā)明中可編程邏輯器件的內部結構示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、結合圖I說明本具體實施方式
，FC-AE-1533設備故障仿真裝置，它包括可編程邏輯器件I、光電/電光轉換模塊2和故障仿真上位機4 ；可編程邏輯器件I的內部構建有Qsys系統(tǒng)，所述Qsys系統(tǒng)包括NIOSII處理器11、光纖接ロ模塊12、PCIe模塊13和AVALON總線14 ；NIOSII處理器11、光纖接ロ模塊12和PCIe模塊13均掛接在AVALON總線14上；NIOSII處理器11用于向光纖接ロ模塊12和PCIe模塊13發(fā)送控制命令；PCIe模塊13用于通過PCIe接ロ接收來自故障仿真上位機4的注入故障信息以及與仿真上位機4進行數據交互；
光纖接ロ模塊12用于將故障仿真上位機4的注入故障信息通過光電/電光轉換模塊2發(fā)送至待檢測FC-AE-1533設備5 ;還用于將故障仿真上位機4的數據進行編碼，并將編碼后的數據通過光電/電光轉換模塊2發(fā)送至待檢測FC-AE-1533設備5 ;還用于通過光電/電光轉換模塊2接收來自待檢測FC-AE-1533設備5的數據，對該數據進行解碼、CRC校驗以及通過部件13上傳至故障仿真上位機4 ；光電/電光轉換模塊2用于實現光信號和電信號的相互轉換。本發(fā)明可以通過故障仿真上位機4中嵌入的故障注入軟件或可編程邏輯器件I將人為設計的故障錯誤發(fā)送給待檢測FC-AE-1553設備5 ;并可以接收待檢測FC-AE-1553設備5發(fā)送的數據并對其進行解碼和校驗，可以判斷待檢測FC-AE-1553設備5是否滿足FC-AE-1553標準的要求，可以查找在數據傳輸過程中產生錯誤的原因，并可以判斷待檢測FC-AE-1553設備哪些功能不滿足協(xié)議要求。本發(fā)明中各部件的功能為可編程邏輯器件I :用于將故障仿真上位機4中嵌入的故障仿真軟件傳下的數據進行編碼發(fā)送，或并根據故障仿真軟件指示注入錯誤發(fā)送到待檢測的FC-AE-1553設備5，以及對待檢測FC-AE-1553設備5發(fā)送的數據進行接收、解碼、校驗并上傳到故障仿真軟件?？删幊踢壿嬓酒峁┯蠵CIe接ロ，用于實現PC機的故障仿真軟件與可編程邏輯器件進行數據交換。電源模塊3 :為可編程邏輯器件I以及光電/電光轉換模塊2進行供電。電源模塊3由故障仿真上位機4的主板PCIe插槽提供輸入，輸入為+3. 3V和+12V直流電壓，輸出有+0. 9V、+1. IV、+1. 5V、+1. 8V、+2. 5V、+3. 0V,+3. 3V等多組直流電壓，可以滿足多數應用場合對電源的需求；光電轉換模塊2:用于實現光電、電光信號轉換，用于可編程邏輯器件與待檢測的FC-AE-1553設備進行數據交換。光纖通道接ロ模塊由Finisar公司的FTLF8514P2型號SFP模塊，一端與可編程邏輯器件連接，另一端通過光纖與待檢測FC-AE-1553設備5相連。
Qsys系統(tǒng)采用Altera公司的系統(tǒng)級邏輯設計工具；它是ー個包含在Quartus II軟件中的系統(tǒng)集成工具；它能夠完成在ー個相當抽象化的高度進行系統(tǒng)級的硬件設計，并且自動定義和集成用戶自定的HDL部件；它通過將用戶自定義的部件打包的方式簡化了設計復用的難度。在系統(tǒng)生成過程中，Qsys系統(tǒng)根據用戶設定的連接選項自動生成高性能的內部互聯(lián)邏輯，避免了通過編寫HDL代碼面容易引發(fā)的錯誤，同時節(jié)省了時間。Nios II處理器11 :采用Altera公司推出的32位RSIC嵌入式處理器。Nios II處理器具有完善的軟件開發(fā)套件，包括編譯器、集成開發(fā)環(huán)境(IDE)、JTAG調試器、實時操作系統(tǒng)(RTOS)和TCP/IP協(xié)議棧。PCIe模塊13 =PCIe總線全稱為PCI-Express，原名為“3GI0”，是由英特爾公司提出的，它代表著下一代I/o接ロ標準。它的主要優(yōu)勢就是數據傳輸速率高，目前最高的16X2. O版本可達到10GB/s。AVALON總線14 :是Altera公司開發(fā)的一種專用的內部連線總線,它由ー組預定義的信號組成，是ー種相對簡單的總線結構，也是ー種理想的用于系統(tǒng)處理器和外設之間的內聯(lián)總線。AVALON總線描述了主從構件間的端ロ連接關系，以及構件間的時序關系。本發(fā)明在工作時，其PCIe接ロ與故障仿真上位機4相連，光電/電光轉換模塊通過光纖與待檢測FC-AE-1553總線設備5連接，以實現故障仿真軟件與待檢測FC-AE-1553設備5之間的數據傳輸，工作流程具體包括兩個流程NC工作流程和NT工作流程。NC工作流程 首先在故障仿真上位機4運行故障仿真軟件，通過它來設置FC-AE-1553故障仿真裝置的相應參數，包括配置設備為NC以及工作模式等信息，該信息通過PCIe接ロ進入到可編程邏輯器件I的PCIe模塊中，NIOSII處理器通過讀取PCIe模塊信息獲取上位機軟件下傳的信息，井根據這些信息對光纖接ロ模塊進行配置，使其完成登錄以及端ロ初始化等功能，之后用戶通過運行上位機中的故障仿真軟件，設置要發(fā)送的數據包，在發(fā)送時是否注入故障，注入何種故障等信息，該信息通過PCIe接ロ進入可編程邏輯器件并被其中的NIOSII處理器獲取后，處理器將根據這些信息控制光纖接ロ模塊進行數據發(fā)送，數據經過光電/電光裝換后變成光信號，通過光纖發(fā)送到待檢測的FC-AE-1553設備，之后開始接收待檢測的FC-AE-1553設備返回的數據，該數據通過光電/電光轉換模塊進入可編程邏輯器件的光纖接ロ模塊中進行接收解碼以及CRC校驗，之后數據在NIOS II處理器控制下經PCIe模塊和PCIe接ロ進入上位機故障仿真軟件中，軟件通過分析待檢測FC-AE-1553設備返回的數據是否與輸入故障相對應來判斷待檢測FC-AE-1553設備是否滿足FC-AE-1553協(xié)議。NT工作流程首先在上位機運行故障仿真軟件，通過它來設置FC-AE-1553故障仿真裝置的相應參數，包括配置設備為NT以及工作模式等信息，該信息通過PCIe接ロ進入到可編程邏輯器件的PCIe模塊中，NIOSII處理器通過讀取PCIe模塊信息獲取上位機軟件下傳的信息，井根據這些信息對光纖接ロ模塊進行配置，使其完成初始化等功能，之后用戶通過運行上位機中的故障仿真軟件，設置在接收到待檢測設備發(fā)來的命令需要返回數據時是否注入故障，注入何種故障等信息，該信息通過PCIe接ロ進入可編程邏輯器件并被其中的NIOSII處理器獲取后，處理器將根據這些信息控制光纖接ロ模塊進行配置，并準備接收待檢測設備發(fā)送的數據。在接收到待檢測FC-AE-1553設備發(fā)送的數據后，NIOS II處理器控制光纖接ロ模塊按照上位機軟件設置的故障發(fā)送響應數據，通過分析待檢測FC-AE-1553設備的反應來判斷待檢測FC-AE-1553設備是否滿足FC-AE-1553協(xié)議。本發(fā)明可廣泛應用于航空電子設備、戰(zhàn)斗機、民用飛機、艦艇以及其他帶有滿足FC-AE-1553協(xié)議設備的場合，可以對上述產品進行維護、測試以及故障檢修等工作。
具體實施方式
ニ、本具體實施方式
與具體實施方式
一所述的FC-AE-1533設備故障仿真裝置的區(qū)別在干，電源模塊3用于向可編程邏輯器件I和光電/電光轉換模塊2提供工作電源。
具體實施方式
三、本具體實施方式
與具體實施方式
一所述的FC-AE-1533設備故障仿真裝置的區(qū)別在于，可編程邏輯器件I是型號為EP2AGX45DF29的FPGA。
具體實施方式
四、本具體實施方式
與具體實施方式
一所述的FC-AE-1533設備故障仿真裝置的區(qū)別在于，光纖接ロ模塊12將故障仿真上位機4的數據進行8B/10B的編碼，并將編碼后的數據通過光電/電光轉換模塊2發(fā)送至待檢測FC-AE-1533設備5。
權利要求
1.FC-AE-1533設備故障仿真裝置，其特征是它包括可編程邏輯器件(I)、光電/電光轉換模塊(2)和故障仿真上位機(4)； 可編程邏輯器件(I)的內部構建有Qsys系統(tǒng)，所述Qsys系統(tǒng)包括NIOSII處理器(11)、光纖接口模塊(12)、PCIe模塊(13)和AVALON總線(14)； NIOSII處理器(11)、光纖接口模塊(12)和PCIe模塊(13)均掛接在AVALON總線(14)上； NIOSII處理器(11)用于向光纖接口模塊(12)和PCIe模塊(13)發(fā)送控制命令； PCIe模塊(13)用于通過PCIe接口接收來自故障仿真上位機(4)的注入故障信息以及與仿真上位機(4)進行數據交互； 光纖接口模塊(12)用于將故障仿真上位機(4)的注入故障信息通過光電/電光轉換模塊(2)發(fā)送至待檢測FC-AE-1533設備(5);還用于將故障仿真上位機(4)的數據進行編碼，并將編碼后的數據通過光電/電光轉換模塊(2)發(fā)送至待檢測FC-AE-1533設備(5)；還用于通過光電/電光轉換模塊⑵接收來自待檢測FC-AE-1533設備(5)的數據，對該數據進行解碼、CRC校驗以及通過部件13上傳至故障仿真上位機(4)； 光電/電光轉換模塊(2)用于實現光信號和電信號的相互轉換。
2.根據權利要求I所述的FC-AE-1533設備故障仿真裝置，其特征在于電源模塊(3)用于向可編程邏輯器件(I)和光電/電光轉換模塊(2)提供工作電源。
3.根據權利要求I所述的FC-AE-1533設備故障仿真裝置，其特征在于可編程邏輯器件(I)是型號為 EP2AGX45DF29 的 FPGA。
4.根據權利要求I所述的FC-AE-1533設備故障仿真裝置，其特征在于光纖接口模塊(12)將故障仿真上位機(4)的數據進行8B/10B的編碼，并將編碼后的數據通過光電/電光轉換模塊(2)發(fā)送至待檢測FC-AE-1533設備(5)。
全文摘要
FC-AE-1533設備故障仿真裝置，涉及一種故障仿真裝置，它是為了對FC-AE-1533設備進行故障仿真，進而實現對FC-AE-1533設備的故障進行檢測的問題。它的可編程邏輯器件的內部構建有Qsys系統(tǒng)。Qsys系統(tǒng)中的NIOSII處理器用于向光纖接口模塊發(fā)送控制命令；PCIe模塊用于接收來自故障仿真上位機注入的故障以及與仿真上位機進行數據交互；光纖接口模塊，用于進行將數據進行8B/10B編碼并發(fā)送、發(fā)送注入的故障、以及將接收到的數據進行解碼和CRC校驗。本發(fā)明可廣泛應用于航空電子設備、戰(zhàn)斗機、民用飛機、艦艇以及其他帶有滿足FC-AE-1553協(xié)議設備的場合，可以對上述產品進行維護、測試、故障檢修等工作。
文檔編號G05B17/02GK102662330SQ20121010811
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權日2012年4月13日
發(fā)明者喬家慶, 付平, 馮收, 鳳雷, 劉冰, 孟升衛(wèi), 尹洪濤, 李紅杰, 趙加鳳 申請人:哈爾濱工業(yè)大學