基于CPLD的弹载数据存储器的设计+Modelsim仿真(2)
时间:2018-09-10 21:16 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
在众多的测试存储方法中有两种测试存储方法应用最为广泛，一种是无线电遥感测试方法，一种是弹载数据存储器测试方法。无线电遥感测试方法中测试部分和记录存储部分是相互分离的，通常将遥测设备安装在弹体上面，取得测试数据之后将数据通过无线电传输方式送到地面接收装置上进行记录和存储。无线电遥测技术由于其通用性和实时性在导弹的研制和改进过程中发挥了重要的作用，同时其也有很多的缺点和不足。首先当导弹在恶劣环境中飞行时信号会受到屏蔽，导弹发动机上的火焰会使电波强度严重衰减；其次由于信号容量的限制导致一些重要的数据无法获得；第三是保密性差，导弹飞行距离较远，无线遥测的信号覆盖范围广，容易被其它地面无线电所接收，导致数据信息的泄露[2-3]。而弹载数据存储测试方法是将存储和测试装置放置在被测试弹体的内部，弹载数据存储器随着弹体一起飞行并将弹体飞行过程中的各种动态参数进行测量和存储，在实验完成之后在计算机上读取其所储存的数据，之后对所获取的数据进行复现和分析，以此来评定导弹飞行过程中的工作性能，尤其是在系统发生故障时可以为排故和归零工作提供充分、可靠的分析依据，所测试的导弹的动态参数主要有各种姿态角、压力、温度和震动等[4]。 传统的弹载数据存储器大多采用闪存(Flash）、静态随机存储器（SRAM)、同步动态随机存储器（SDRAM）等半导体器件，在记录信号少、存储数据量小的情况下，使用Flash芯片可以以比较小的体积和较低的成本实现数据的存储功能，但是随着弹上所测信号种类的增多和所要存储的数据量的增大，需要的Flash芯片就越来越多，系统体积会成倍的增加，系统的可靠性也会显著下降[5]。SRAM操作简单、读写速度快，但其存储容量小，集成度低，可扩展性差；SDRAM的出现是为了解决静态存储器集成度低的问题，容量可达到几百兆，但其具有功耗高、操作复杂的缺点，会给测试存储过程带来很大的不便。弹载数据存储器被放置在弹体有限的空间里，在弹体的飞行过程中会遇到强烈的振动、几千摄氏度的高温和极高的过载，从而对弹载数据存储器有小型化、掉电数据不丢失、抗过载冲击、抗高温的要求，而现有的弹载数据存储器大多有功耗过高、体积过大、测试信号不全等缺点，为满足弹载数据存储器高速大容量存储的要求，提出了一种基于CPLD的弹载数据存储器的设计方案[6]。该方案是在CPLD芯片上编程实现铁电存储器的功能，铁电存储器具有功耗低、温度特性优越、非易失性、高速读写、抗辐射等优点，而将铁电存储器的功能集成在一块CPLD芯片上能够有效的减小弹载数据存储器的体积，并方便该系统与其它系统的通信与连接，该方案可以实现高达2.5Mbit/s的传输速率和32kbit的存储容量，很好的满足了弹载数据存储器的要求。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 国外研究现状 2 复杂可编程逻辑器件CPLD 2.1 CPLD特点及简介 CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，由输入缓冲电路，输出宏单元，或阵列和与阵列组成，其系统接口电路如图2.1所示，CPLD中连接各逻辑块的金属线的长度是相等的，这样就可以准确预测所设计逻辑电路的延时，有效避免了分段式互连结构不能完全预测时序的缺点[18]。其规模较大，结构复杂，现有CPLD已达百万门以上，可以替代上百块通用IC芯片，是设计集成电路的良好工具之一，用户可以根据自己需要自行构造数字集成电路的逻辑功能。 (责任编辑：qin) |