專利名稱：一種遠程智能接口單元及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
技術(shù)領(lǐng)域?qū)儆谇度胧接嬎銠C系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著機載嵌入式系統(tǒng)各種接口復(fù)雜性不斷提高、接口信號傳輸距離增長以及應(yīng)用環(huán)境變得越來約惡劣，出現(xiàn)了傳感器接口傳輸互相干擾問題以及傳感器接口信號和受動器接口信號之間的互相干擾問題，這些問題嚴重影響了信號采集的品質(zhì)，進而影響到系統(tǒng)的安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種遠程智能接口單元及控制方法，主要解決了現(xiàn)有傳感器接口傳輸互相干擾以及傳感器接口信號和受動器接口信號之間的互相干擾的問題。本發(fā)明提供的具體技術(shù)解決方案如下:該遠程智能接口單元包括與綜合核心處理機連接的AFDX網(wǎng)絡(luò)接口，AFDX網(wǎng)絡(luò)接口通過DPRAM與內(nèi)部總線連接，還包括分別與內(nèi)部總線連接的存儲器、控制邏輯器和電源轉(zhuǎn)換器和外接接口 ；所述存儲器通過PPC8245與內(nèi)部總線連接。上述外接接口包括用于和座艙MFD及控制面板連接的ARINC429接口、RS422接口、離散量接口和用于和調(diào)試設(shè)備連接的調(diào)試接口。該遠程智能控制方法，包括以下步驟:I]建立并完成初始任務(wù)1.1]按照應(yīng)用配置表的初始設(shè)置，設(shè)置輸出接口的初始狀態(tài)；1.2]根據(jù)應(yīng)用配置表的信息初始化接口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；1.3]創(chuàng)建任務(wù)間同步所需的各種同步信號量；1.4]創(chuàng)建周期任務(wù)看門狗，上報周期到達時，釋放上報信號量，激活數(shù)據(jù)上報任務(wù)，并進入步驟2處理；1.5]激活周期采樣任務(wù)，并進入步驟3處理；1.6]步驟1.1至1.5工作完成后，撤消初始任務(wù)；2]經(jīng)步驟1.4由初始任務(wù)激活后，進行數(shù)據(jù)上報任務(wù)處理；所述激活具體是指上報周期到達或上報命令到達時，該任務(wù)被激活；3]經(jīng)步驟1.5由初始任務(wù)激活后，根據(jù)用戶輸入的信號的頻率特性，確定采樣周期，按照該采樣周期對信號進行采樣，并更新存儲的采樣值。上述步驟2數(shù)據(jù)上報任務(wù)處理的對象包括模擬量輸入，離散量輸入以及數(shù)據(jù)通訊輸入，根據(jù)信號屬性的不同，采取不同的處理策略，其具體是；擬量數(shù)據(jù)上報是將周期采樣任務(wù)獲取的最新數(shù)據(jù)上報；離散量上報是即時采樣離散量狀態(tài)并上報；通訊數(shù)據(jù)上報是通訊數(shù)據(jù)接口采用中斷方式隨時接收數(shù)據(jù)并將其放入接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，上報任務(wù)激活時將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)上報給系統(tǒng)；上述工作完成后，掛起數(shù)據(jù)上報任務(wù)。
上述步驟I至3中任何接口中斷產(chǎn)生時，進入步驟4]中斷處理，其具體是:4.1]對設(shè)置為中斷工作方式的接口進行管理，當(dāng)該接口中斷產(chǎn)生時，中斷處理程序軟件獲取該接口數(shù)據(jù)，按照規(guī)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包裝后，激活總線發(fā)送任務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù)；4.2]對串行數(shù)據(jù)流進行處理，當(dāng)串行數(shù)據(jù)流設(shè)備中斷產(chǎn)生時，中斷處理程序接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)暫存在緩沖區(qū)中，當(dāng)上報周期到達或上報命令到達時，數(shù)據(jù)上報任務(wù)從緩沖區(qū)提取數(shù)據(jù)上報；4.3]對周期采樣定時進行管理。上述步驟4.2串行數(shù)據(jù)流設(shè)備中斷具體是RS422或RS429中斷。上述步驟4.3的周期采樣具體包括總線任務(wù)、消息處理任務(wù)和接口控制任務(wù)，其具體是:4.3.1]總線接收任由初始任務(wù)激活，它檢測總線消息，激活消息處理任務(wù)；4.3.2]當(dāng)總線接收任務(wù)檢測到總線消息時，激活消息處理任務(wù)，消息處理任務(wù)對消息進行解析，將消息放到相應(yīng)的接口緩沖區(qū)中，設(shè)置相應(yīng)設(shè)備的新數(shù)據(jù)信號量，并激活接口控制任務(wù)進行接口輸出控制。4.3.3]接口控制任務(wù)由消息處理任務(wù)激活，該任務(wù)獲取接口的新數(shù)據(jù)信號量，并從相應(yīng)的接口的消息緩沖區(qū)提取消息，根據(jù)消息內(nèi)容對相應(yīng)接口進行控制。本發(fā)明的優(yōu)點在于:該遠程智能接口單元可以實現(xiàn)接口數(shù)據(jù)就近采集、及時轉(zhuǎn)換和分布控制的功能，使系統(tǒng)很方面進行擴充升級。具體的說，遠程智能接口單元把就近采集的信號預(yù)處理后通過AFDX網(wǎng)絡(luò)輸出給核心處理機再進行綜合處理，這樣各種模擬接口信號、離散接口信號以及傳感器小信號轉(zhuǎn)成數(shù)據(jù)信號傳輸免受干擾，同時也減小功率輸出接口給系統(tǒng)電磁兼容性帶來壓力，提高系統(tǒng)可靠性；另外遠程智能接口單元具有功耗低、體積小、重量輕的特點可以自然散熱方式遠程安裝靠傳感器和作動器比較近的位置，這樣減輕了電纜的重量，提高了系統(tǒng)維護維修性能。


圖1為遠程智能接口單元原理框圖；圖2為遠程智能接口控制方法流程框圖。
具體實施例方式遠程智能接口單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，它實現(xiàn)座艙人機接口及其鍵盤操作處理，采集H0CAS、AAP等設(shè)備輸出的離散量、I/O接口數(shù)據(jù)，并進行處理。信號類型包括RS422接口，ARINC429接口，以及27V/地、27V脈沖、27V/開路、地/開離散量信號。采集的信號進行預(yù)處理后通過AFDX網(wǎng)絡(luò)傳給核心處理機進行綜合處理，核心處理控制輸出信號通過AFDX網(wǎng)絡(luò)傳給遠程智能接口單元進行控制驅(qū)動輸出。遠程智能接口軟件控制方法描述如下:初始任務(wù):該任務(wù)主要完成以下幾項工作:( I)按照應(yīng)用配置表的初始設(shè)置輸出接口的初始狀態(tài)。(2)根據(jù)應(yīng)用配置表的信息初始化接口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
(3)創(chuàng)建任務(wù)間同步所需的各種同步信號量。(4)創(chuàng)建周期任務(wù)看門狗，上報周期到達時，釋放上報信號量，激活上報任務(wù)。(5)激活周期采樣任務(wù)，按照模擬量信號特性確定采樣周期。(6)上述工作完成后，撤消該任務(wù)。周期采樣任務(wù):該任務(wù)由初始任務(wù)激活，根據(jù)用戶輸入的信號的頻率特性，確定采樣周期，按照該采樣周期對信號進行采樣，并更新存儲的采樣值。數(shù)據(jù)上報任務(wù):當(dāng)上報周期到達或上報命令到達時，該任務(wù)被激活。數(shù)據(jù)上報任務(wù)處理對象包括模擬量輸入，離散量輸入以及數(shù)據(jù)通訊輸入，根據(jù)信號屬性的不同，采取不同的處理策略。擬量數(shù)據(jù)上報:將周期采樣任務(wù)獲取的最新數(shù)據(jù)上報。離散量上報:即時采樣離散量狀態(tài)并上報。通訊數(shù)據(jù)上報:通訊數(shù)據(jù)接口采用中斷方式隨時接收數(shù)據(jù)并將其放入接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，上報任務(wù)激活時將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)上報給系統(tǒng)。上述工作完成后,掛起該任務(wù)。應(yīng)注意所有數(shù)據(jù)上報系統(tǒng)前應(yīng)按照規(guī)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行包裝，然后調(diào)用總線通信軟件發(fā)送到總線接口。中斷處理功能:(I)對設(shè)置為中斷工作方式的接口進行管理，當(dāng)該接口中斷產(chǎn)生時，中斷處理程序軟件獲取該接口數(shù)據(jù)，按照規(guī)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包裝后，激活總線發(fā)送任務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù)。(2)對串行數(shù)據(jù)流進行處理，當(dāng)串行數(shù)據(jù)流設(shè)備(如RS422，RS429等)中斷產(chǎn)生時，中斷處理程序接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)暫存在緩沖區(qū)中，當(dāng)上報周期到達或上報命令到達時，數(shù)據(jù)上報任務(wù)從緩沖區(qū)提取數(shù)據(jù)上報。(3)對周期采樣定時進行管理?？偩€接收任務(wù):該任務(wù)由初始任務(wù)激活，它檢測總線消息，激活消息處理任務(wù)。
消息處理任務(wù):當(dāng)總線接收任務(wù)檢測到總線消息時，激活消息處理任務(wù)。該任務(wù)對消息進行解析，將消息放到相應(yīng)的接口緩沖區(qū)中，設(shè)置相應(yīng)設(shè)備的新數(shù)據(jù)信號量，并激活接口控制任務(wù)進行接口輸出控制。接口控制任務(wù):接口控制任務(wù)由消息處理任務(wù)激活，該任務(wù)獲取接口的新數(shù)據(jù)信號量，并從相應(yīng)的接口的消息緩沖區(qū)提取消息，根據(jù)消息內(nèi)容對相應(yīng)接口進行控制。
權(quán)利要求
1.一種遠程智能接口單元，其特征在于:包括與綜合核心處理機連接的AFDX網(wǎng)絡(luò)接口，AFDX網(wǎng)絡(luò)接口通過DPRAM與內(nèi)部總線連接，還包括分別與內(nèi)部總線連接的存儲器、控制邏輯器和電源轉(zhuǎn)換器和外接接口 ；所述存儲器通過PPC8245與內(nèi)部總線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程智能接口單元，其特征在于:所述外接接口包括用于和座艙MFD及控制面板連接的ARINC429接口、RS422接口、離散量接口和用于和調(diào)試設(shè)備連接的調(diào)試接口。
3.一種遠程智能控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 1]建立并完成初始任務(wù) .1.1]按照應(yīng)用配置表的初始設(shè)置，設(shè)置輸出接口的初始狀態(tài)； .1.2]根據(jù)應(yīng)用配置表的信息初始化接口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； .1.3]創(chuàng)建任務(wù)間同步所需的各種同步信號量； .1.4]創(chuàng)建周期任務(wù)看門狗，上報周期到達時，釋放上報信號量，激活數(shù)據(jù)上報任務(wù)，并進入步驟2處理； .1.5]激活周期采樣任務(wù)，并進入步驟3處理； .1.6]步驟1.1至1.5工作完成后，撤消初始任務(wù)； .2]經(jīng)步驟1.4由初始任務(wù)激活后，進行數(shù)據(jù)上報任務(wù)處理；所述激活具體是指上報周期到達或上報命令到達時，該任務(wù)被激活； .3]經(jīng)步驟1.5由初始任務(wù)激活后，根據(jù)用戶輸入的信號的頻率特性，確定采樣周期，按照該采樣周期對信號進行采樣，并更新存儲的采樣值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的遠程智能控制方法，其特征在于:所述步驟2數(shù)據(jù)上報任務(wù)處理的對象包括模擬量輸入，離散量輸入以及數(shù)據(jù)通訊輸入，根據(jù)信號屬性的不同，采取不同的處理策略，其具體是；擬量數(shù)據(jù)上報是將周期采樣任務(wù)獲取的最新數(shù)據(jù)上報；離散量上報是即時采樣離散量狀態(tài)并上報；通訊數(shù)據(jù)上報是通訊數(shù)據(jù)接口采用中斷方式隨時接收數(shù)據(jù)并將其放入接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，上報任務(wù)激活時將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)上報給系統(tǒng)；上述工作完成后，掛起數(shù)據(jù)上報任務(wù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的遠程智能控制方法，其特征在于:所述步驟I至3中任何接口中斷產(chǎn)生時，進入步驟4]中斷處理，其具體是:4.1]對設(shè)置為中斷工作方式的接口進行管理，當(dāng)該接口中斷產(chǎn)生時，中斷處理程序軟件獲取該接口數(shù)據(jù)，按照規(guī)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包裝后，激活總線發(fā)送任務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù)； .4.2]對串行數(shù)據(jù)流進行處理，當(dāng)串行數(shù)據(jù)流設(shè)備中斷產(chǎn)生時，中斷處理程序接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)暫存在緩沖區(qū)中，當(dāng)上報周期到達或上報命令到達時，數(shù)據(jù)上報任務(wù)從緩沖區(qū)提取數(shù)據(jù)上報； .4.3]對周期采樣定時進行管理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的遠程智能控制方法，其特征在于:所述步驟4.2串行數(shù)據(jù)流設(shè)備中斷具體是RS422或RS429中斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的遠程智能控制方法，其特征在于:所述步驟4.3的周期采樣具體包括總線任務(wù)、消息處理任務(wù)和接口控制任務(wù)，其具體是: .4.3.1]總線接收任由初始任務(wù)激活，它檢測總線消息，激活消息處理任務(wù)； .4.3.2]當(dāng)總線接收任務(wù)檢測到總線消息時，激活消息處理任務(wù)，消息處理任務(wù)對消息進行解析，將消息放到相應(yīng)的接口緩沖區(qū)中，設(shè)置相應(yīng)設(shè)備的新數(shù)據(jù)信號量，并激活接口控制任務(wù)進行接口輸出控制。`4.3.3]接口控制任務(wù)由消息處理任務(wù)激活，該任務(wù)獲取接口的新數(shù)據(jù)信號量，并從相應(yīng)的接口的消息 緩沖區(qū)提取消息，根據(jù)消息內(nèi)容對相應(yīng)接口進行控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種遠程智能接口單元及控制方法，主要解決了現(xiàn)有傳感器接口傳輸互相干擾以及傳感器接口信號和受動器接口信號之間的互相干擾的問題。該遠程智能接口單元包括與綜合核心處理機連接的AFDX網(wǎng)絡(luò)接口，AFDX網(wǎng)絡(luò)接口通過DPRAM與內(nèi)部總線連接，還包括分別與內(nèi)部總線連接的存儲器、控制邏輯器和電源轉(zhuǎn)換器和外接接口；所述存儲器通過PPC8245與內(nèi)部總線連接。該遠程智能接口單元可以實現(xiàn)接口數(shù)據(jù)就近采集、及時轉(zhuǎn)換和分布控制的功能，使系統(tǒng)很方面進行擴充升級。
文檔編號G05B19/042GK103092106SQ20121057141
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者李成文, 田莉蓉, 林榮超, 余松濤, 何立軍, 王純偉, 湛文韜, 陳國 , 高楊 申請人:中國航空工業(yè)集團公司第六三一研究所