機載任務記錄器中數(shù)據(jù)記錄器組件的設計與實現(xiàn)

摘要：隨著現(xiàn)代空戰(zhàn)訓練的轉(zhuǎn)型，對機載任務記錄系統(tǒng)所記錄數(shù)據(jù)的多樣性和全面性，記錄數(shù)據(jù)的時間同步性和一致性有了很高的要求。為此，在新型機載任務記錄儀設計研發(fā)中，采用統(tǒng)一的時間標準，同步記錄多路任務數(shù)據(jù)，嚴格保證了事后評判的客觀性和時間準確性。

關鍵詞：事后評判；任務記錄；VXWORKS；SATA；RS422

事后評判是戰(zhàn)術對抗訓練中的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的事后評判方法是分別下載各類機載任務數(shù)據(jù)，分別采用各自的數(shù)據(jù)分析工作站對訓練過程中所記錄的真實數(shù)據(jù)進行判讀，并人工對比各類事件和數(shù)據(jù)的時間和數(shù)值，給出對抗訓練結(jié)果。

但在實際使用中，由于飛機種類眾多，飛機上記錄的任務數(shù)據(jù)各不相同，且各類數(shù)據(jù)的時間基準也不一致，造成絕對時間不統(tǒng)一，給事后客觀評判帶來了很大困難。例如，在合同戰(zhàn)術訓練中，要給出一個客觀、準確的對抗評估結(jié)果，往往使用很多人力，花費幾周時間才能給出準確對抗結(jié)果。這已成為新形勢下合同戰(zhàn)術訓練中的瓶頸問題。

為此，設計了機載任務記錄器對多種任務數(shù)據(jù)進行綜合采集，統(tǒng)一時標、集中記錄的新方法，實現(xiàn)事后分析的快速、準確、客觀判讀。新研設備采用統(tǒng)一絕對時間，同步采集記錄視頻、音頻、及其他任務系統(tǒng)數(shù)據(jù)，嚴格保證了事后評判的客觀性和時間準確性。鑒于系統(tǒng)的龐大性和復雜性，文中僅介紹機載任務器中數(shù)據(jù)記錄組件的設計。

1 數(shù)據(jù)記錄組件的硬件設計

1．1 總體設計思想

數(shù)據(jù)記錄器組件完成系統(tǒng)的控制、數(shù)據(jù)處理、RS422數(shù)據(jù)接收和記錄。數(shù)據(jù)記錄器組件實現(xiàn)16路串口的收發(fā)，對其中的9路RS422串口信號進行分析、解析、加時間標簽后打包記錄；另外，1路RS422串口信號用于外部通信，4路RS422串口信號用于記錄模塊上保存的北京時間，1路RS422串口用于接收GPS數(shù)據(jù)，另有1路串口預留系統(tǒng)擴展。數(shù)據(jù)記錄器組件還預留了2路RS232接口，用于調(diào)試和擴展。數(shù)據(jù)記錄器組件還具備1路串行SATA接口，掛載一個8G的數(shù)據(jù)記錄電子盤。1路PATA接口，掛載一塊512M字節(jié)的FLASH盤，供系統(tǒng)軟件、應用軟件使用，數(shù)據(jù)記錄器組件的原理圖如圖1所示。

1．2 硬件實現(xiàn)

1)處理器電路

主控模塊處理器采用德國控創(chuàng)公司的高效率嵌入式微處理模塊nanoETXexpress-SP，該產(chǎn)品具有如下特點：①接口兼容ETX標準；②CPU采用Intel公司的高效嵌入式處理器Intel@AtomZ510，主頻1．1 GHz，該CPU具有超低工作電壓(ULV)，512 kByte cache，前端總線(FSB)400 MHz等特點，內(nèi)存最大支持1 GB(目前配置512 MB)；③集成64 MB顯存的顯示控制器；④具有豐富的外設接口，如圖2所示；⑤功耗較低(最大功耗7 W，待機功耗4．5 W)。

2)PCI-UART電路

由于主控模塊需要處理的RS422接口較多，而且要求達到的速度較高，只有使用速度較高的PCI總線接口的UART才能實現(xiàn)實時處理，經(jīng)過查詢比較，選用市場上技術較成熟的EXAR公司的PCI接口的8路UART芯片XR17D158來實現(xiàn)，其功能框圖如圖3所示。