基于U盤高速串行數(shù)據(jù)記錄器設計.pdf

1、現(xiàn)代化航天事業(yè)的飛速發(fā)展要求應用于其中的數(shù)據(jù)存儲設備具備存儲高速數(shù)據(jù)和海量數(shù)據(jù)的能力,特別是在對GPS導航數(shù)據(jù)的存儲方面。在調(diào)研當前存儲測試技術(shù)發(fā)展動態(tài)及學習掌握USB傳輸協(xié)議、FAT文件系統(tǒng)的基礎上,結(jié)合數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、USB總線技術(shù)及MFC程序上位機軟件開發(fā)技術(shù),本文提出了一種以AVR系列單片機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)緩沖以實現(xiàn)脫離計算機存儲高速串

2、行數(shù)據(jù)至U盤功能的設計方案,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)場數(shù)據(jù)存儲、事后通過計算機讀取U盤的方式獲取數(shù)據(jù),并使用自行開發(fā)的上位機軟件對數(shù)據(jù)進行分析。
　　U盤高速串行數(shù)據(jù)記錄器主要由大容量數(shù)據(jù)緩沖和單片機讀寫U盤模塊構(gòu)成,相對于傳統(tǒng)的U盤讀寫設計方案,其關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點有:
　　(1)首次以U盤作為高速串行數(shù)據(jù)記錄器的存儲介質(zhì),應用于飛行參數(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,可通過回事后收U盤并由計算機直接讀取,具備標準的USB2.0接口,數(shù)據(jù)存儲容量為8GB,并可通過更換大容量的U盤而升級,U盤數(shù)據(jù)寫入速度可達到64Kbps,可記錄兩路波特率為460kbps的串行數(shù)據(jù),單次數(shù)據(jù)記錄時間可達40小時,能夠處理的數(shù)據(jù)最大輸入速度為156KBps,存儲可靠性高。
　　(2)具有Flash數(shù)據(jù)斷點續(xù)存功能。設計了專門的掉電檢測電路,以MAX709作為掉電檢測電路的

4、核心器件,在系統(tǒng)電源電壓欠壓或因故切斷時,掉電檢測電路及時反饋掉電信息,采用VHDL語言編寫斷點地址保護程序,實現(xiàn)Flash數(shù)據(jù)斷點續(xù)存的功能,在一定程度上減小了因電源故障帶來的損失。
　　(3)具有抗強沖擊、防靜電功能的結(jié)構(gòu)設計。針對U盤數(shù)據(jù)記錄器工作環(huán)境的特殊性,保護結(jié)構(gòu)選用金屬材料以達到靜電屏蔽作用,帶有推拉式U盤槽保護結(jié)構(gòu)的設計保證電路在工作過程中U盤連接穩(wěn)定,從而使數(shù)據(jù)存儲可靠。
　　由MFC編程的上位機軟件對測試