專利名稱：基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種控制裝置，具體是指一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射 控制裝置。
背景技術(shù)：
目前發(fā)射控制模塊通過計算機局部總線與主控計算機模塊通信，接收控制設(shè)備的 指令，完成對被發(fā)射設(shè)備供電、電池激活、啟動狀態(tài)等的控制。如果在一個發(fā)射控制單元內(nèi) 配置多個發(fā)射控制模塊，則會受到總線資源的限制無法實現(xiàn)，例如最多可配置8至10個發(fā) 射控制模塊。因此，對于控制多個被發(fā)射設(shè)備的情況，就需要配置多個發(fā)射控制設(shè)備，使得 控制系統(tǒng)的復(fù)雜度、維護難度、故障概率相應(yīng)增加。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種擴展靈活、配置簡單、可靠性高的基于雙冗余網(wǎng) 絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置。本實用新型的技術(shù)方案如下.一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，包括安裝于機箱底板的若干 個發(fā)射控制模塊，向發(fā)射控制模塊發(fā)出命令并接收返回信號的主控計算機，與主控計算機 和發(fā)射控制模塊相連的以太網(wǎng)總線交換機；其中所述機箱底板具有多個分配了插槽序號 的插槽；所述若干個發(fā)射控制模塊具有相同結(jié)構(gòu)，包括PowerPC處理器、外部存儲器、可編 程邏輯控制器和連接到底板上的GPIO接口，所述GPIO接口接收底板插槽的插槽序號作為 所在發(fā)射控制模塊的IP地址，所述發(fā)射控制模塊還包括雙冗余以太網(wǎng)控制器。如上所述的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，其中所述雙冗余 以太網(wǎng)控制器使用兩片htel 82551IT控制器。如上所述的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，其中所述底板插 槽的插槽序號通過插槽的η個插針接低電平或高電平獲得。如上所述的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，其中發(fā)射控制的 接口還包括155 接口、RS-422接口、光隔開關(guān)量接口。如上所述的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，其中所述155 接口，選用BU61580S3處理器。如上所述的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，其中所述RS-422 接口選用 TL16C5MI。如上所述的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，其中所述 PowerPC處理器選用具有64位數(shù)據(jù)總線、32位地址總線，工作頻率達到400MHz的MPC8M5。本實用新型的效果是1.本實用新型的突出特點是使用雙冗余以太網(wǎng)絡(luò)接口代替?zhèn)鹘y(tǒng)的計算機局部總 線與主控計算機模塊通信。由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在構(gòu)建中以IP地址來作為設(shè)備標識，在目前通用的IPV4協(xié)議中，C類網(wǎng)絡(luò)中可有2M個IP地址可供使用，B類網(wǎng)絡(luò)有65534個IP地址可 供使用，A類網(wǎng)絡(luò)有16777214個IP地址可供使用，例如使用C類地址，要控制40個被控設(shè) 備，則可以用本實用新型的方法設(shè)置40個IP地址，每個模塊都可以互換。這樣就使在一個 發(fā)射控制單元內(nèi)配置發(fā)射控制模塊的數(shù)量大大增加，簡化了系統(tǒng)的復(fù)雜度，由于使用以太 網(wǎng)通信，也使得發(fā)射控制模塊不必與主控計算機安裝在一個物理空間，使其物理安裝更為 靈活。2.由底板設(shè)置槽位ID號(設(shè)置GPIO初始值)，由智能發(fā)射控制模塊讀取了 GPIO 的ID號后，為智能發(fā)射控制模塊設(shè)置獨立的IP地址，使得智能發(fā)射控制模塊具有通用性， 發(fā)射控制模塊的IP地址分配只取決于底板設(shè)置，所以各個模塊之間可實現(xiàn)完全替代更換， 無需修改軟件程序，可在現(xiàn)場隨時更換，增強了系統(tǒng)的可靠性、維護性。3.采用雙冗余網(wǎng)絡(luò)總線代替了傳統(tǒng)的計算機局部總線與主控計算機模塊通信，使 發(fā)射控制模塊不受主機資源和結(jié)構(gòu)限制，可擴展性強；雙冗余網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計，主機程序?qū)崟r 監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，當1路網(wǎng)絡(luò)連接故障時，自動快速切換到備用連接，確保連接可靠、高 效。

圖1為本實用新型提供的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置示意 圖；圖2為發(fā)射控制模塊的硬件示意圖；圖3為發(fā)射控制模塊IP地址配置流程圖；圖4為發(fā)射控制模塊的雙冗余網(wǎng)絡(luò)切換流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射 控制裝置進行介紹如圖1所示，一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，包括安裝于機箱 底板的若干個發(fā)射控制模塊，向發(fā)射控制模塊發(fā)出命令并接收返回信號的主控計算機，與 主控計算機和發(fā)射控制模塊相連的以太網(wǎng)總線交換機。主控計算機通過雙冗余以太網(wǎng)接口連接到以太網(wǎng)交換機上。以太網(wǎng)交換機具有 10M/100M自適應(yīng)交換能力的二層交換機。發(fā)射控制機箱底板上除了主控計算機插槽外，還 有多個發(fā)射控制模塊插槽，每個模塊插槽具有不同插槽序號，序號的分配通過插槽的多個 插針接通不同的電平值來實現(xiàn)。即插針連接上拉電阻到電源(則該地址位為1)或下拉電 阻到地(則該地址位為0)，本實施例中使用8個插針，即可最多裝配28個發(fā)射控制模塊；也 可以使用更多個插針，若使用η個插針，則最多裝配2n個發(fā)射控制模塊。以太網(wǎng)總線交換 機為通用設(shè)備，是本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識。如圖2所示，所述發(fā)射控制模塊包括高性能PowerPC處理器MPC8M5，具有64位數(shù) 據(jù)總線、32位地址總線，工作頻率可達到400MHz。具有66MHz，32位的PCI總線接口，方便 與PCI總線接口或外擴PCI設(shè)備。具有高速SDRAM外設(shè)接口，支持容量最大2GB。外部存儲 器接口可支持FLASH、ROM等存儲外設(shè)。所選存儲器包括SDRAM存儲器、FLASH存儲器、ROM
4存儲器，其中SDRAM存儲器作為系統(tǒng)內(nèi)存，操作系統(tǒng)時用來存儲系統(tǒng)的臨時變量和臨時數(shù) 據(jù)；FLASH存儲器用來存儲操作系統(tǒng)及重要需要保存的數(shù)據(jù)；ROM存儲器存放系統(tǒng)啟動引導(dǎo) 程序。所述發(fā)射控制模塊采用雙冗余以太網(wǎng)控制器，可選用兩片htel 82551IT控制 器，具有10M/100M網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)能力，兼容IEEE 802. 3x和IEEE 802. Iy標準，支持的以太網(wǎng) IP協(xié)議包括TCP、UDP、IPV4，32位PCI總線接口。為了使發(fā)射控制模塊具有較好的兼容性和擴展性，使用RS-422接口控制器，作為 備用的通信接口，可選用TL16C5MI，可工作在16MHz速率，達到IM波特率，內(nèi)部有16字節(jié) FIFO緩沖器，三態(tài)輸出信號。除RS-422接口外，還選用光隔開關(guān)量輸入輸出電路，該部分電路由兩片82C55芯 片連接PowerPC的局部總線，其中1片82C55作為開關(guān)量輸入部分轉(zhuǎn)換電路，另一片82C55 作為開關(guān)量輸出轉(zhuǎn)換電路。每片82C55將局部總線信號擴展為3路8位的并行輸入/輸 出端口，每一位輸入輸出端口再連接到光電隔離耦合器上，輸入部分電路光耦選用的是 TLP521-4，輸出部分光耦選用的是KP5010。1553B總線接口處理器，選用BU61580S3處理器，能實現(xiàn)IMl55 總線接口處理功 能，支持BC/MT/RT三種模式，內(nèi)部8KB雙向數(shù)據(jù)緩沖RAM，支持自動BC重發(fā)機制，單獨電源 供電和雙電源供電兩種方式可選。GPIO接口連接到底板上，GPIO接口接收底板插槽的插槽序號，來實現(xiàn)多個發(fā)射控 制模塊IP地址配置，GPIO接口是由PowerPC處理器MPC8245的GPIO端口引腳引出實現(xiàn)的； 當智能發(fā)射控制模塊插到機箱底板時，GPIO接口就與底板的插槽連通，獲得其插槽序號。使用可編程邏輯器件來控制PowerPC處理器的工作，可編程邏輯器件可選用CPLD 器件EPM3256。可編程邏輯器件主要功能包括(1)為PowerPC處理器提供復(fù)位信號，將PCI 網(wǎng)絡(luò)接口的中斷信號轉(zhuǎn)換發(fā)送給PowerPC處理器；(2)產(chǎn)生RS-422串口的復(fù)位信號、片選 信號，處理串口的中斷信號；C3)產(chǎn)生開關(guān)量輸入輸出電路82C55的復(fù)位、片選、控制端使能 信號；(4)為BU61580總線接口電路提供地址、數(shù)據(jù)、控制、復(fù)位信號，接收中斷信號。智能發(fā)射控制模塊IP地址配置過程如圖3所示，步驟1，在機箱內(nèi)設(shè)置各個智能 發(fā)射控制模塊槽位的插槽序號；步驟2，為機箱加電，啟動BootRom引導(dǎo)程序，加載Vxworks 系統(tǒng)；步驟3，為加載系統(tǒng)內(nèi)各個組件的驅(qū)動程序，對各個外設(shè)進行初始化；步驟4，PoWerPC 處理器從GPIO端口讀取所在槽位的GPIO值(即插槽序號)；步驟5，根據(jù)讀取的GPIO值 設(shè)置本模塊的IP地址。例如GPIO值為“00000001”，則設(shè)置本智能發(fā)射控制模塊的IP地 址為“192. 1.200. 1”，若GPIO值為“00000010”，則設(shè)置本智能發(fā)射控制模塊的IP地址為 “192. 1. 200. 2”，以此類推；步驟6，啟動網(wǎng)絡(luò)切換任務(wù)，為網(wǎng)卡建立TCP/IP協(xié)議棧；步驟7， 啟動系統(tǒng)任務(wù)，監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)接口，等待主控計算機發(fā)送的命令和信息，對接收的命令和信息進 行解析，根據(jù)主控計算機與發(fā)射控制模塊間的協(xié)議，對接口模塊進行操作，本實施例的接口 模塊包括圖2中所示的RS-422接口、開關(guān)量輸入輸出接口、1553B總線接口。如圖4所示，雙冗余網(wǎng)絡(luò)切換的流程如下步驟1，將一塊網(wǎng)卡設(shè)置為當前活動網(wǎng)卡，首先為第一塊網(wǎng)卡加載TCP/IP協(xié)議；其 次設(shè)置網(wǎng)卡子網(wǎng)掩碼；再設(shè)置網(wǎng)卡的IP地址。步驟2，PowerPC處理器啟動網(wǎng)絡(luò)切換任務(wù)。[0034]步驟3，PowerPC處理器讀取當前網(wǎng)卡的鏈路狀態(tài)，并判斷鏈路是否正常。對于網(wǎng) 卡鏈路連接狀態(tài)的好壞，是通過網(wǎng)卡的網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)指示位來判斷的，具體是指網(wǎng)卡82551 芯片中的狀態(tài)寄存器中的Registerl寄存器，它的各個位的定義如下高字節(jié)
權(quán)利要求1.一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，包括安裝于機箱底板的若干個發(fā) 射控制模塊，向發(fā)射控制模塊發(fā)出命令并接收返回信號的主控計算機，與主控計算機和發(fā) 射控制模塊相連的以太網(wǎng)總線交換機；其特征在于所述機箱底板具有多個分配了插槽序 號的插槽；所述若干個發(fā)射控制模塊具有相同結(jié)構(gòu)，包括PowerPC處理器、外部存儲器、可 編程邏輯控制器和連接到底板上的GPIO接口，所述GPIO接口接收底板插槽的插槽序號作 為所在發(fā)射控制模塊的IP地址，所述發(fā)射控制模塊還包括雙冗余以太網(wǎng)控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，其特征在 于所述雙冗余以太網(wǎng)控制器使用兩片htel 82551IT控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，其特征在 于所述底板插槽的插槽序號通過插槽的η個插針接低電平或高電平獲得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，其特征在 于發(fā)射控制模塊的接口還包括155 接口、RS-422接口、光隔開關(guān)量接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，其特征在 于所述155 接口，選用BU61580S3處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，其特征在 于所述RS-422接口選用TL16C554L·
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置，其特征在 于所述PowerPC處理器選用具有64位數(shù)據(jù)總線、32位地址總線，工作頻率達到400MHz的 MPC8245。
專利摘要本實用新型涉及一種控制裝置，具體是指一種基于雙冗余網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能發(fā)射控制裝置。所述發(fā)射控制裝置，包括安裝于機箱底板的若干個發(fā)射控制模塊，主控計算機，與主控計算機和發(fā)射控制模塊相連的以太網(wǎng)總線交換機；所述機箱底板具有多個分配了插槽序號的插槽；若干個發(fā)射控制模塊包括連接到底板上的GPIO接口，所述GPIO接口接收底板插槽的插槽序號作為所在發(fā)射控制模塊的IP地址，所述發(fā)射控制模塊還包括雙冗余以太網(wǎng)控制器。該發(fā)射控制裝置通過為其內(nèi)部的發(fā)射控制模塊配置IP地址，增加了可容納的發(fā)射控制模塊數(shù)，簡化了系統(tǒng)的復(fù)雜度，因使用以太網(wǎng)通信，使發(fā)射控制模塊不必與主控計算機安裝在一個物理空間，安裝更為靈活。
文檔編號H04L12/24GK201878164SQ201020550120
公開日2011年6月22日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者劉志楊, 胡亮, 蔡麗君 申請人:中國航天科工集團第三研究院第八三五七研究所