基于U盤高速串行數(shù)據(jù)記錄器設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)代化航天事業(yè)的飛速發(fā)展要求應(yīng)用于其中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備具備存儲(chǔ)高速數(shù)據(jù)和海量數(shù)據(jù)的能力,特別是在對(duì)GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方面。在調(diào)研當(dāng)前存儲(chǔ)測(cè)試技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)及學(xué)習(xí)掌握USB傳輸協(xié)議、FAT文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、USB總線技術(shù)及MFC程序上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)技術(shù),本文提出了一種以AVR系列單片機(jī)ATmega128控制USB接口芯片CH376讀寫U盤數(shù)據(jù),添加FPGA控制讀寫大容量Flash數(shù)據(jù)作為高速數(shù)據(jù)緩沖以實(shí)現(xiàn)脫離計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)高速串

2、行數(shù)據(jù)至U盤功能的設(shè)計(jì)方案,其數(shù)據(jù)為兩路波特率均為460800bps的422總線串行數(shù)據(jù)。采用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、事后通過(guò)計(jì)算機(jī)讀取U盤的方式獲取數(shù)據(jù),并使用自行開(kāi)發(fā)的上位機(jī)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
　　U盤高速串行數(shù)據(jù)記錄器主要由大容量數(shù)據(jù)緩沖和單片機(jī)讀寫U盤模塊構(gòu)成,相對(duì)于傳統(tǒng)的U盤讀寫設(shè)計(jì)方案,其關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)有:
　　(1)首次以U盤作為高速串行數(shù)據(jù)記錄器的存儲(chǔ)介質(zhì),應(yīng)用于飛行參數(shù)數(shù)據(jù)記錄器系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)遵循FAT文件系統(tǒng)格式

3、,采用“日志式”文件管理辦法以文件形式存儲(chǔ),可通過(guò)回事后收U盤并由計(jì)算機(jī)直接讀取,具備標(biāo)準(zhǔn)的USB2.0接口,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量為8GB,并可通過(guò)更換大容量的U盤而升級(jí),U盤數(shù)據(jù)寫入速度可達(dá)到64Kbps,可記錄兩路波特率為460kbps的串行數(shù)據(jù),單次數(shù)據(jù)記錄時(shí)間可達(dá)40小時(shí),能夠處理的數(shù)據(jù)最大輸入速度為156KBps,存儲(chǔ)可靠性高。
　　(2)具有Flash數(shù)據(jù)斷點(diǎn)續(xù)存功能。設(shè)計(jì)了專門的掉電檢測(cè)電路,以MAX709作為掉電檢測(cè)電路的

4、核心器件,在系統(tǒng)電源電壓欠壓或因故切斷時(shí),掉電檢測(cè)電路及時(shí)反饋掉電信息,采用VHDL語(yǔ)言編寫斷點(diǎn)地址保護(hù)程序,實(shí)現(xiàn)Flash數(shù)據(jù)斷點(diǎn)續(xù)存的功能,在一定程度上減小了因電源故障帶來(lái)的損失。
　　(3)具有抗強(qiáng)沖擊、防靜電功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。針對(duì)U盤數(shù)據(jù)記錄器工作環(huán)境的特殊性,保護(hù)結(jié)構(gòu)選用金屬材料以達(dá)到靜電屏蔽作用,帶有推拉式U盤槽保護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)保證電路在工作過(guò)程中U盤連接穩(wěn)定,從而使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可靠。
　　由MFC編程的上位機(jī)軟件對(duì)測(cè)試