基于令牌仲裁双口ram高速数据传输技术

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1、基于令牌仲裁双口RAM高速数据传输技术摘要：针对双CPU遥控模型直升机机载飞控系统中微处理器间高速可靠数据传输这一关键性问题，设计了双口RAM数据共享的软硬件，在基于旗语逻辑的令牌仲裁方式下，实现了DSP和单片机的双向数据通信。测试结果表明，本文所设计的双口RAM软硬件可满足机载飞控系统双CPU间高速可靠数据通信的要求，数据传输效率髙，为后续机载飞控系统的开发奠定了基础，并对其他多CPU系统数据传输有很好的借鉴意义。关键词：遥控模型直升机；机载飞控系统；数据传输；双口RAM；令牌仲裁中图分类号:TN79文献标识码：A文章编号:1673-5048(2014)

2、01-0053-04TheTechnologyofHighSpeedDataTransmissionBasedonDualPortRAMinTokenArbitrationMethodLUYingyue,JIANGJu,WANGXinhua,HANShengnan(CollegeofAutomationEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)Abstract:Forthekeyp:robleniofhighspeed:reliabledata

3、transmissionbetweenmicroprocessorsintheairborneflightcontrolsystemofdoubleCPUreniotemodelhelicopter,thispaperdevisesboththesoftwareandthehardwareofdualportRAMdatasharingsystem,andrealizesthetwowaydatacommunicationbetweenDSPandsinglechipprocessor・TestresultsshowthatthedualportRAMsy

4、stemcansatisfytheneedofhighspeedreliabledatacommunicationintheairborneflightcontrolsystemwithhighdatatransferefficiency・Ithaslaidthefoundationforthedevelopmentoffollowupairborneflightcontrolsystem,andisagoodreferencetodatatransmissioninothermuItiCPUsystem.Keywords:remotecontrolmod

5、elhelicopter；airborneflightcontrolsystem；datatransmission；dualportRAM；tokenarbitration0引言无人直升机自主飞行控制系统的设计一直是飞控领域的研究热点［1］。单CPU由于其控制能力和信息处理能力有限，难以满足部分飞控系统实时性和高效数据处理的要求［2］。因此，本文给出了一种双CPU遥控模型直升机自主飞行控制机载电路方案。多CPU间常采用串行方式进行通信，这种方法的缺点是传输速率低、数据提取困难［3］。若采用标准总线结构进行并行数据传输，其硬件结构和软件协议都比较复杂，开发周

6、期长［4］。对飞控系统而言，双CPU间快速可靠的数据传输是整个系统正常运行的基础，而高性能的双口RAM可保证高效的数据传送，其传输速度快、电路结构简单、可靠性高，能满足多CPU系统的要求［5-6］o在此基础上，本文设计了采用令牌仲裁方式、基于双口RAM的双CPU间通信方案，完成了硬件搭建和软件编程，并进行了性能测试。1基于DSP和单片机的模型直升机飞控系统方案设计遥控模型直升机机载飞控系统的结构设计框图如图1所示。其结构按功能模块划分，主要分为CPU最小系统模块、外扩存储器模块、无线通信模块、传感器模块和执行器控制模块。本系统充分考虑了系统接口的灵活性和可

7、拓展性,飞控机硬件资源丰富、成本低，便于调试。其主控制器采用双CPU结构：DSP为主CPU,负责控制律解算、导航算法、飞行管理以及舵面输出等功能；单片机作为CPU,负责机载设备的信息采集、与地面监控设备通信等功能；DSP和单片机之间通过双口RAM进行实时通信。如图1所示，传感器子系统采集姿态角速度、线加速度等数据，以数据帧的形式送往单片机，单片机通过双口RAM将数据传输到DSP,DSP解帧后即可提取出传感器数据;借助一对相互通信的无线数传模块，地面站发送控制指令帧给单片机，单片机通过双口RAM将指令传输到DSP,DSP解帧后即可提取出指令：获取了必要的数据

8、和指令后DSP可进行控制律解算，产生PWM脉冲输出至4个航模舵机，