Выбор перечня и объема регистрируемой информации
Процессор ячейки АЦП-079-03, входящей в состав специализированного вычислителя, оперирует 32-х разрядными словами. Поэтому, данные, предназначенные для передачи от ячейки АЦП-079-03 к разрабатываемой системе регистрации данных, будут иметь минимальный размер, равный одному слову микропроцессора (32 бита).
Пакет данных для записи передается в систему регистрации данных на каждом цикле работы специализированного вычислителя. Для реализации последующей обработки информации, полученной в ходе испытаний, необходимо разделить пакеты между собой. Для этого каждый пакет начинается с определенного кода, являющегося признаком начала пакета и номера пакета. Также имеет смысл записывать внутреннее системное время специализированного вычислителя. Таким образом, для однозначной идентификации записанного пакета данных необходимы три следующих параметра:
- признак начала пакета данных. Для исключения случайного совпадения кода начала пакета с данными, признак начала пакета должен иметь размер равный двум словам микропроцессора (8байт);
- номер пакета. Исходя из условий технического задания, система регистрации данных должна обеспечивать время записи до 1 часа. При частоте прихода пакетов 1/33мс максимальное количество принимаемых пакетов будет порядка 11000 что меньше максимального числа, которое можно задать при помощи 32-х разрядного двоичного кода. Следовательно, для номера пакета можно использовать 1 слово микропроцессора (4 байта);
- системное время. Для передачи системного времени достаточно 1 слова микропроцессора (4 байта).
Для полного анализа работы высотомера наряду с результатами обработки полученных данных необходимо также иметь априорные данные.
Априорные данные вертикального канала приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Априорные данные вертикального канала.
Длина, байт
| Переменная
| Назначение
|
4
| Regim
| Режим работы изделия
|
4
| Regim_RV
| Разновидность режима работы
|
4
| CodFwrk
| Код частоты
|
4
| Diapazon
| Номер диапазона вертикального канала
|
4
| CodLongAM
| Длительность зондирующих импульсов
|
4
| Blank
| Признак «бланкирования» прямого сигнала
|
4
| CodNonius
| Код нониуса
|
4
| Hmin
| Начало интервала слежения (поиска)
|
4
| Hmax
| Конец интервала слежения (поиска)
|
4
| KolDirok
| Количество шумовых стробов в «свертке» сигнала
|
4
| L0
| Смещение начала «свертки» в пакете
|
4
| Lsm
| Ширина интервала построения «свертки»
|
4
| CodARU
| Код АРУ
|
4
| Cod_AR
| Код АР (подавления мощности излучения)
|
4
| Cod_IZ
| Код ИЗ (подавления мощности излучения)
|
Переменные, хранящие результаты обработки вертикального канала, приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Переменные, хранящие результаты обработки вертикального канала.
Длина, байт
| Переменная
| Назначение
|
4
| SysRg
| Регистр управления
|
4
| Matr
| Матрица состояния изделия
|
4
| Prizn
| Регистр признаков
|
4
| Hi
| Усредненная оценка высоты
|
4
| Hirv
| Мгновенная оценка высоты
|
4
| Num_Swr
| Количество отсчетов в «свертке» сигнала
|
4
| Num_K
| Количество обрабатываемых точек для доплеровского фильтра
|
4
| FlagACP
| Признак перегрузки АЦП
|
4
| Max_Swr
| Положение максимума «свертки»
|
4
| Over_Min
| Количество переполнения АЦП снизу
|
4
| Over_Max
| Количество переполнения АЦП сверху
|
4
| Nap
| Количество точек аппроксимации фронта
|
4
| Im
| Номер отсчета 1-го превышения порога
|
4
| Nap_F
| Признак аппроксимации фронта
|
4
| Zahvat
| Признак захвата сигнала вертикального канала
|
4
| LngZhv
| Признак исправности вертикального канала
|
4
| CntZhv
| Количество захватов сигнала вертикального канала
|
4
| Num_Usr
| Максимальное количество усреднений оценок высоты
|
4
| P_Beg
| Указатель начала магазина оценок высоты
|
4
| P_End
| Указатель конца магазина оценок высоты
|
4
| Tek_Usr
| Количество усреднений оценок высоты
|
4
| Tek_K0
| Коэффициент для прогнозирующего фильтра оценок высоты
|
4
| Tek_K1
| Коэффициент для прогнозирующего фильтра оценок высоты
|
4
| Hv
| Высота волны
|
Длина, байт
| Переменная
| Назначение
|
4
| STimer
| Период записи оценок высоты
|
4
| ATimer
| Период записи оценок высоты (грубо)
|
4
| CntRez
| Счетчик количества измерений Hволны
|
4
| FlagSM
| Признак «суша/море»
|
4
| Nak_ARU
| Максимальное значение «свертки» для регулировки АРУ
|
4
| Max_ARU
| Порог для изменения шага регулировки АРУ
|
4
| Min_ARU
| Порог для изменения шага регулировки АРУ
|
1024
| Swertka
| «Свертка» сигнала вертикального канала
|
| | | |
Переменные, хранящие априорные данные скоростного канала, приведены в таблице 1.3.
Таблица 1.3 – Переменные, хранящие априорные данные скоростного канал.
Длина, байт
| Переменная
| Назначение
|
4
| Regim_SS
| Признак измерения скорости
|
4
| ModeAK
| Режим измерения скорости (обычный или в неоднозначности)
|
4
| DeltaAK
| Программный нониус
|
4
| Lsm_signal
| Сигнальный строб скоростного канала
|
4
| Lsm_noise
| Шумовой строб скоростного канала
|
4
| Nsm_SS
| Программный нониус
|
4
| Nu_Vob_I
| Код вобуляции в пакете
|
4
| Nu_Vob_F
| Усредненный код вобуляции
|
4
| Ntau0_SS
| Среднее значение транспортных задержек
|
4
| Flag_Sdv_BKF
| Признак необходимости пересчета ВКФ
|
Переменные, хранящие результаты обработки принятых данных по скоростному каналу, приведены в таблице 1.4.
Таблица 1.4 – Переменные, хранящие результаты обработки принятых данных.
Длина, байт
| Переменная
| Назначение
|
4
| MiddleVobI
| Средний период повторения импульсов в пакете
|
4
| MiddleVobF
| Средний период повторения импульсов после межпакетного усреднения
|
4
| SpecRegim
| Признак спецрежима для скоростного канала
|
4
| OverDataBKF
| Счетчик переполнения АЦП в скоростном канале
|
4
| Dsp1
| Дисперсия сигнала, принятого 1-й антенной
|
4
| Dsp2
| Дисперсия сигнала, принятого 2-й антенной
|
4
| Dsp3
| Дисперсия сигнала, принятого 3-й антенной
|
4
| Li
| Признак отбраковки ВКФ по дисперсии
|
4
| L_Signal
| Общий признак отбраковки ВКФ по дисперсии
|
4
| P_BKF_Beg
| Указатель начала магазина ВКФ
|
4
| P_BKF_End
| Указатель конца магазина ВКФ
|
4
| Tek_BKF_Usr
| Количество усреднений ВКФ
|
4
| Step_BKF_Usr
| Изменение количества усреднений ВКФ
|
4
| Zero_F_BKF_SS
| Зарезервировано
|
4
| N_zhv_SS
| Количество захватов в скоростном канале
|
4
| Zahvat_SS
| Признак захвата сигнала в скоростном канале
|
4
| LngZhv_SS
| Признак исправности скоростного канала
|
4
| Cnt_Zahvat_SS
| Счетчик захватов в скоростном канале
|
4
| F_Max_SS12
| Максимум 1-й ВКФ
|
4
| F_Max_SS23
| Максимум 2-й ВКФ
|
4
| N_Max_SS12
| Положение максимума 1-й ВКФ
|
4
| N_Max_SS23
| Положение максимума 2-й ВКФ
|
4
| M_Wide_SS12
| Положение левой границы 1-й ВКФ по уровню 0, 5 от максимума
|
4
| P_Wide_SS12
| Положение правой границы 2-й ВКФ по уровню 0, 5 от максимума
|
4
| M_Wide_SS23
| Положение левой границы 1-й ВКФ по уровню 0, 5 от максимума
|
4
| P_Wide_SS23
| Положение правой границы 2-й ВКФ по уровню 0, 5 от максимума
|
4
| No_Koso_12
| Признак запрета анализа искажения 1-й ВКФ
|
4
| No_Koso_23
| Признак запрета анализа искажения 2-й ВКФ
|
4
| Wide1_SS
| Ширина 1-й ВКФ
|
4
| Wide2_SS
| Ширина 2-й ВКФ
|
4
| Ntau1_SSF
| Транспортная задержка для 1-й ВКФ
|
4
| Ntau2_SSF
| Транспортная задержка для 2-й ВКФ
|
4
| Ntau1_SS
| Транспортная задержка для 1-й ВКФ с учетом ограничений
|
4
| Ntau1_SS
| Транспортная задержка для 2-й ВКФ с учетом ограничений
|
4
| NtauF_1
| Усредненная транспортная задержка для 1-й ВКФ
|
4
| NtauF_2
| Усредненная транспортная задержка для 2-й ВКФ
|
4
| DelatNtau
| Поправка для суммы транспортных задержек
|
4
| SpeedVx
| Продольная скорость
|
4
| SpeedVy
| Вертикальная скорость
|
4
| SpeedVz
| Поперечная скорость
|
4
| Bsn
| Угол сноса
|
4
| SpeedVxi
| Мгновенное значение продольной скорости
|
4
| SpeedVzi
| Мгновенное значение поперечной скорости
|
4
| Bsni
| Мгновенное значение угла сноса
|
4
| SpeedVzF
| Усредненная продольная скорость
|
4
| BsnF
| Усредненный угол сноса
|
4
| P_Beg_SS
| Указатель начала магазина оценок продольной скорости
|
4
| P_End_SS
| Указатель конца магазина оценок продольной скорости
|
4
| Tek_Usr_SS
| Количество усреднений в продольном канале
|
4
| Step_Usr_SS
| Изменение количества усреднений в продольном канале
|
4
| Tek_K0_SS
| Коэффициент для прогнозирующего фильтра оценок продольной скорости
|
4
| Tek_K1_SS
| Коэффициент для прогнозирующего фильтра оценок продольной скорости
|
64
| F_BKF12_SS
| 1-я ВКФ
|
64
| F_BKF23_SS
| 2-я ВКФ
|
2048
| –
| Сигнал скоростного канала (1-й срез)
|
2048
| –
| Сигнал скоростного канала (2-й срез)
|
2048
| –
| Сигнал скоростного канала (3-й срез)
|
2048
| –
| Сигнал скоростного канала (4-й срез)
|
2048
| –
| Сигнал скоростного канала (5-й срез)
|
2048
| –
| Сигнал скоростного канала (6-й срез)
|
2048
| –
| Сигнал скоростного канала (7-й срез)
|
В итоге суммарный объем одного пакета информации получается равным 16 кбайт. В систему регистрации информации пакеты приходят с частотой 33 Гц, следовательно, за 1 час работы системы в нее придет 110 тыс. пакетов информации. Исходя из общего времени записи информации получается необходимый объем накопителя
Vнак= 16 кбайт · 110 тыс. пакетов » 2Гб.
Для повышения надежности хранения информации, применим запись информации с двойным резервированием, следовательно, необходимый объем накопителя увеличится в два раза и составит 4 Гб.
Анализ конструкции
Разрабатываемая конструкция предназначена для сохранения в процессе натурных испытаний специализированного вычислителя информации. Блок должен быть совместим как механически, так и электрически с ячейкой специализированного вычислителя АЦП-079-03 и встраиваться в уже готовое изделие А-079, либо А-079-01. На рисунке 1.2 представлен эскиз ячейки специализированного вычислителя АЦП-079-03.
Рисунок 1.2 – Эскиз ячейки специализированного вычислителя АЦП-079-03
Ячейка АЦП-079-03 состоит из многослойной печатной платы размером 180´ 90 мм, шести фиксированных точек, через которые при помощи винтов осуществляется крепление ячейки, и двух сигнальных разъемов Х1 и Х2 – типа ESQT-130-02-G-Q-368 с направляющими ATS-30-Q.
В таблицах 1.5 и 1.6 представлены контакты разъемов Х1, Х2 и соответствующие им сигналы.
Таблица 1.5 – Разъем Х1
Контакт
| Цепь
| Контакт
| Цепь
| Контакт
| Цепь
|
1
| Корпус
| 9
| ГД12
| 17
| ТМ НРВ
|
2
| Корпус
| 10
| ГД1
| 18
| УПР АРУ
|
3
| Корпус
| 11
| ГД2
| 19
| УПР АР
|
4
| Корпус
| 12
| -
| 20
| ТМ АР
|
5
| ГД13
| 13
| Корпус
| 21
| ТМ АРУ
|
6
| ГД0
| 14
| Корпус
| 22
| -
|
7
| -
| 15
| Корпус
| 23
| -
|
8
| -
| 16
| Корпус
| 24
| -
|
25
| Корпус
| 51
| Корпус
| 77
| Корпус
|
26
| Корпус
| 52
| Корпус
| 78
| Корпус
|
27
| Корпус
| 53
| ТМ Видео 2
| 79
| Корпус
|
28
| Корпус
| 54
| INITM5
| 80
| Корпус
|
29
| ГД15
| 55
| INITM4
| 81
| Импульс мод. 1
|
30
| ГД3
| 56
| ТМ Видео 1
| 22
| Импульс мод. 2
|
31
| ГД4
| 57
| INITM2
| 23
| ВИ1
|
32
| ГД11
| 58
| INITM3
| 84
| ВИ2
|
33
| ГД7
| 59
| INITM1
| 85
| Корпус
|
34
| ГД14
| 60
| INITM0
| 86
| Корпус
|
35
| ГД5
| 61
| Корпус
| 87
| Корпус
|
36
| ГД10
| 62
| Корпус
| 88
| Корпус
|
37
| Корпус
| 63
| Корпус
| 89
| ГД8
|
38
| Корпус
| 64
| Корпус
| 80
| ГД6
|
39
| Корпус
| 65
| Сброс КО
| 91
| ГД9
|
40
| Корпус
| 66
| Запись
| 92
| -
|
41
| ТМХ1
| 67
| -
| 93
| Корпус
|
42
| ТМХ2
| 68
| -
| 94
| Корпус
|
43
| ТМХ3
| 69
| А3
| 95
| Корпус
|
44
| ТМХ4
| 70
| 10МНZ
| 96
| Корпус
|
45
| Моделиро-вание
| 71
| -
| 97
| ИЗ2
|
46
| -
| 72
| -
| 38
| КАПРМ
|
47
| ТМХ5
| 73
| А1
| 99
| Мод. АМ
|
48
| ТМХ0
| 74
| А2
| 100
| Резерв
|
49
| Корпус
| 75
| Выход КО
| 101
| ФМ2
|
50
| Корпус
| 76
| Чтение
| 102
| ФМ1
|
103
| КАПП
| 109
| ИЗ1
| 115
| КЧ2
|
104
| ВСК
| 110
| КАПРМ1
| 116
| КЧ1
|
105
| Корпус
| 111
| КАПРМ2
| 117
| Корпус
|
106
| Корпус
| 112
| АМ
| 118
| Корпус
|
107
| Корпус
| 113
| КЧ4
| 119
| Корпус
|
108
| Корпус
| 114
| КЧ3
| 120
| Корпус
|
Таблица 1.6 – Разъем Х2
Контакт
| Цепь
| Контакт
| Цепь
| Контакт
| Цепь
|
1
| Корпус
| 19
| Корпус
| 37
| D7
|
2
| Корпус
| 20
| Корпус
| 38
| K D2
|
3
| Корпус
| 21
| D1
| 39
| AS
|
4
| Корпус
| 22
| Корпус
| 40
| DS
|
5
| WAIT
| 23
| +5BI
| 41
| K AS
|
6
| Корпус
| 24
| +5BI
| 42
| K D1
|
7
| +15В
| 25
| WRITE
| 43
| K D7
|
8
| +15В
| 26
| Корпус
| 44
| D6
|
9
| -
| 27
| Корпус
| 45
| J2_TMS
|
10
| Корпус
| 28
| Корпус
| 46
| J2_TCK
|
11
| -15В
| 29
| J1_TCK_KO
| 47
| J2_TD0
|
12
| -15В
| 30
| J1_TDO_KO
| 48
| J2_TDI
|
13
| D5
| 31
| J1_TDI_KO
| 49
| +5B
|
14
| Корпус
| 32
| J1_TMS_KO
| 50
| +5B
|
15
| -5BI
| 33
| D4
| 51
| +5B
|
16
| -5BI
| 34
| D3
| 52
| +5B
|
17
| CPU_INIT
| 35
| D0
| 53
| Корпус
|
18
| Корпус
| 36
| D2
| 54
| Корпус
|
55
| Корпус
| 78
| LN6
| 100
| REZ_RAZ2
|
56
| Корпус
| 79
| K D3
| 101
| Корпус
|
58
| J1_TD0
| 80
| K D0
| 102
| Корпус
|
59
| J1_TDI
| 81
| LN7
| 103
| Корпус
|
60
| J1_TMS
| 82
| LN1
| 104
| Корпус
|
61
| LN12
| 83
| -
| 105
| +3.3B
|
62
| -
| 84
| ТД2
| 106
| +3.3B
|
63
| K D5
| 85
| LN5
| 107
| +3.3B
|
64
| K DS
| 86
| LN4
| 108
| +3.3B
|
65
| LN8
| 87
| RY/BY KO
| 109
| +3.3B
|
66
| LN11
| 88
| -
| 110
| +3.3B
|
67
| -
| 89
| K WAIT
| 111
| +3.3B
|
68
| +5.5 B II
| 90
| -
| 112
| +3.3B
|
69
| LN0
| 91
| K D6
| 113
| Корпус
|
70
| LN9
| 92
| ТД3
| 114
| Корпус
|
71
| -
| 93
| K WRITE
| 115
| Корпус
|
72
| 5.5 B общ.
| 94
| -
| 116
| Корпус
|
73
| LN10
| 95
| -
| 117
| -
|
74
| LN2
| 96
| -
| 118
| ТД
|
75
| -
| 97
| K D4
| 119
| ТД
|
76
| -5.5 B II
| 98
| ТД4
| 120
| Корпус
|
77
| LN3
| 99
| REZ_RAZ1
|
|
|
Электрическое соединение разрабатываемой системы с платой АЦП-079-03 будет осуществляться при помощи этих разъемов (Х1, Х2).
Входными сигналами системы регистрации данных являются:
- шины питания (может использоваться вся номенклатура питающих напряжений);
- последовательный байтный порт микропроцессора LINK (LN0 – LN12).
Исходя из анализа цепей в соединителях Х1 и Х2 получаем, что все требуемые сигналы находятся на разъеме Х2, следовательно разъем Х1 будет использоваться только для дублирования цепей корпуса и в качестве механического соединителя. В таблице 1.6 приведены контакты разъема Х2 разрабатываемой ячейки и сигналы соответствующие им, которые предполагается использовать для связи с ячейкой АЦП-079-03.
Так как разрабатываемая ячейка будет использоваться в составе специализированного вычислителя необходимо обеспечить дополнительное механическое крепление. Следовательно нужно обеспечить совместимость системы регистрации данных и ячейки АЦП-079-03 по местам механического крепления. Для осуществления механического крепления ячеек в составе изделия необходимо использовать крепеж (болты, домкраты) большей длинны.
Эскиз системы в составе специализированного вычислителя представлен на рисунке 1.3.
Рисунок 1.4 – Эскиз механического крепления системы в специализированном вычислителе.