导航计算机控制台检测设备的设计与实现

摘要

本课题设计的控制台检测设备是针对某飞机上三种型号控制台(XX1、XX2、XX3)的专项检测设备，该检测设备在对控制台故障件的维修过程中发挥着重要的作用。 该检测设备在研制过程中综合地运用了PCI总线、FPGA、WDM驱动程序等相关知识。PCI总线是一种高性能的32/64位局部总线，它有着比ISA等总线无法实现的数据大容量、高速传输的优点。FPGA是一种现场可编程逻辑门阵列器件，它具有片上编程的能力，能够进行复杂数字电路系统的设计。本课题完成了基于FPGA和PCI总线的控制台检测设备的设计。 论文从控制台检测设备的硬件、驱动程序和用户程序三个方面进行论述，对各模块的实现方法进行了研究，并在提出具体的设计方案后研制出了检测设备的实物样机。论文讨论了PCI总线的基本特点，介绍了基于PCI总线的数据信号收发器板卡的核心器件——PCI9052芯片的工作原理。此外，由于被检测的控制台需要FPGA驱动，同时需要利用FPGA芯片进行数据格式的转换，因此，论文还介绍了FPGA的基本原理和开发流程。在完成整个硬件物理系统的设计基础上，对WDM驱动模式设计和用户程序的设计进行了较深入的研究，并给出了相应的编程方法和说明。 控制台检测设备采用了嵌入式系统设计方案，不仅缩短了开发周期、减少了器件数目，同时又提高了系统的可靠性和稳定性，从而使系统易实现、易升级，具有较强的适用性和可扩展性。 通过实际测试，该设备顺利完成了控制台的驱动、双端口RAM数据的缓冲、数据的输入输出和数据格式的转换等功能。实践证明，该设备能够对控制台故障件进行全面有效的检测，对故障现象能进行准确定位，达到了预期的设计效果。