摘要：文章介绍了一种机载设备的中央处理单元模块规划与完结。机载设备通过RS422通讯接纳飞翔操控体系发来的指令信号，中央处理单元完结操控、数据解算、A/D转化等功用，将成果反馈给执行机构，然后完结机载设备的预期功用。本设备己在飞机上运用，运用成果杰出，因而具有较强的参阅性和实用性。
0 导言
不管是在公共航空运输作业，仍是通用航空范畴，抑或是军事范畴，飞翔器的先进性已足可代表一个国家科技兴旺的实力，更是能够作为先进生产力的代表。但是，安全性、牢靠性仍是飞翔器首先要到达的方针要求。本文中，提出了一种以DSP作为中心处理器的机载设备中央处理单元，通过实验验证，能够安全、牢靠地应用在飞翔器中。
1 体系结构及作业原理
1.1 体系结构
依据机载设备中央处理单元的中心功用，体系结构如图1所示。
1.2 电源监测电路
机载设备由1路28V电源供电，通过电源模块完结二次电源转化，其间，+5V、+15V和-15V电源由机载设备其他模块担任前端处理，再送至DSP芯片的A/D转化电路。
1.3 功用电路
中央处理单元首要完结高速数字信号处理、A/D转化、串行RS422/RS232通讯。包含串行口通讯、存储电路、A/D转化器电路、离散量输入电路。
DSP中心处理器指令周期为50ns，含有片内RAM，具有强有力的事情办理功用，含双10位的模数转化操控功用模块，具有28路独立的可编程多路复用I/O引脚，一起具有时钟锁相环模块、看门狗守时模块、串行通讯接口、串行外设接口及中止处理才能。
中央处理单元模块的通讯接口规划为两路RS232和一路RS422接口。RS422接口电路选用一片通用异步串行通讯操控芯片完结。操控芯片接口数据总线为8位数据宽度。供给一路串行通讯接口，装备为RS422，作业时钟选用3.6864MHz，最大速率230.4kbps。榜首路RS232通讯接口由接口芯片装备，另一路RS232通讯接口由DSP完结数据串并转化，送至底板总线。
存储电路包含FLASH存储器和RAM存储器。FLASH存储器能够存储验证软件的方针代码，在空中状况下，中央处理单元模块通过加载FLASH存储器中的代码进行机载设备的功用验证作业。RAM存储器包含DSP片内RAM和DSP片外RAM，片内RAM存储器首要用于存储少数数据和中心成果，片外扩展RAM存储器用于存储运转程序、数据和中心成果，在验证软件调试进程中用来加载进程代码。
DSP的A/D转化电路可一起采样和处理2路0～5V模拟量输入信号，由2个可一起作业的ADC模块组成，每个ADC模块包含一个8选1多路器、S/H电路、10位A/D转化器和2级深度的FIFO。ADC是10位转化器，转化码值核算公式：
式(1)中ADDC为转化码值，其值为000h～3ffh;Vin为输入模拟量，其值为0～5V;Vreflo=0为参阅地;Vrefli=5为参阅电源。
离散量输入电路首要运用了DSP的离散量口PB口和PC口，两个口都为复用端口，需求设置界说成输入端口。8个PB口和4个PC口组成12位TTL电平离散量，通过软件设置寄存器的办法别离装备PB口地址和PC口地址进行离散量数据收集。
1.4 功用辅佐电路
作为功用电路的辅佐电路，首要包含复位电路、守时计数电路、看门狗电路。其间，复位电路发生DSP处理器复位信号和底板总线复位信号。复位电路是由复位芯片来完结的，复位芯片复位发生的条件包含：加电复位、掉电复位、手动复位。
守时计数功用是作为中央处理单元模块的常用功用。守时计数功用由DSP自带的守时计数电路完结，共包含三个16位守时计数器，每个计数器有4个寄存器：守时计数器TCNT、守时比较寄存器TCMPR、守时周期寄存器TPR和守时操控寄存器TCON。三个计数器的寄存器地址界说在数据空间。守时时钟选用内部的输入时钟。守时时钟份额因子可编程。
看门狗电路首要用于检测程序运转周期的超时毛病，它是中央处理单元模块进步牢靠性和确保体系完整性所要求的功用。如果在守时周期内不喂狗，则看门狗计数器会溢出，然后引起机载设备复位。
2 软件规划
关于完结的硬件规划电路，依托软件进行验证是一种必要的手法，不只能够查看硬件规划的正确性，一起又可验证产品规划的功用是否满意要求。
中央处理单元模块作为机载设备的中心模块，验证软件依托2000开发环境进行开发实验，该东西包含代码生成和代码调试两部分，集编译、衔接、加载、调试于一体;支撑ANSI C和汇编的混合编程及逻辑仿真;验证软件能够动态从宿主机加载到方针机进行调试运转，通过比较程序校验和，能正确将生成的方针码烧录入中央处理单元的外部FLASH中。通过对电源监测电路、通讯电路、存储电路、A/D转化电路、离散量输入电路等进行编码，一起依托DSP芯片进行解算，完结各种电路的回路测验，然后验证硬件电路规划的合理性。软件验证概略流程如图2所示。
3 安全性牢靠性规划
在规划中对%&&&&&%选用降额规划，使电路作业在牢靠安稳的状况，确保体系操控的安全牢靠，例如下降微处理器芯片的运用功率，二极管、稳压管的规划(功耗)不得超越额定值的70%等，一起加强电磁兼容规划和剖析，满意体系规划要求。在牢靠性规划方面，要优化电路规划，对电路结构规划、参数核算时进行优化，获得一组最佳参数，使电路作业于一个最安稳的作业状况，关于较杂乱的功用和较要害的逻辑电路要通过实验验证，规划时要考虑模块上功用单元的可测验性。
4 小结
本文介绍的中央处理单元模块已在机载设备中通过了高低温、振荡等实验，实验成果显现，各项技术方针均满意规划需求，而且安装在飞翔器上完结了多种飞翔使命，牢靠性安全性都得到了验证。可见，本文提出的规划办法具有较强的参阅性及实用性。
