技术领域
[0001] 本发明属于飞行控制技术领域，尤其涉及一种基于核心板设计的国产化飞行控制器及其设计方法，可用于各类飞行器及制导炸弹的导航与控制。
相关背景技术
[0002] 目前我国现有的制导炸弹所用的飞行控制器普遍采用一体化的设计方法，主控系统和外围功能接口均融合在一起，根据型号需求不同需全部重新进行控制器硬件设计，同时软件也需要根据硬件设计情况进行改进，这样就造成控制器的通用性差，改版设计工作量增多，电路调试难度增大，生产效率降低等问题。同时受进口元器件的限制，单机生产周期难以得到保障。不符合飞行控制器低成本、通用型、自足可控的生产需求。
具体实施方式
[0027] 下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0028] 在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0029] 如图1所示，一种基于核心板设计的国产化飞行控制器包括核心板1、底板2、接口和供电配置管理板3、以及板对板接插件4；其中板对板接插件4均为直插型，当然还可为其他形式，基于对板对板接插件的可靠性要求，优选为直插型。核心板1是实现主控电路的最小系统，底板2与接口和供配电管理板3实现供电转换和外围接口功能。
[0030] 如图2所示，核心板1主要由主控芯片、配置芯片和二次电源转换电路组成，主控芯片运行飞行器控制程序并引出对外电路连接接口，配置芯片用于存储主控芯片运行所需的应用程序，二次电源转换电路为主控芯片提供供电接口。主控芯片选取DSP+FPGA的组合架构。示例性的，所示DSP芯片型号为HD‑S3070P，FPGA芯片型号为EQ6HL130，但不限于该型号。DSP芯片作为主芯片完成外围接口控制、导航、制导、姿控解算算法、闭环实时控制等飞行控制程序，DSP程序可通过串口烧写，简化程序烧写过程，该DSP芯片的最高主频为400MHz，控制器运行速度得到明显提升，其内部集成了2MB的SRAM和4MB的FLASH满足用户对程序和数据存储空间的需求，无需外接存储芯片，减小了核心板的大小需求。
[0031] FPGA芯片作为从芯片完成外设接口的逻辑扩展，充分利用FPGA逻辑资源达到了接口最大化的设计。FPGA芯片通过外部存储器接口EMIF连接DSP芯片，并通过FRST管脚接收DSP芯片发送的复位指令。FPGA芯片与底板2实现多路RS232/RS422通信、1553B总线通信、2路GPIO和GPS数据通信；FPGA芯片根据DSP芯片的运算处理结果，生成并输出PWM脉冲驱动控制信号，控制伺服电机的运转状态；与接口和供电配置管理板3实现惯组数据通信，并向供电配置管理板3发送激活控制信号，实施外设激活控制。
[0032] 同时，主控芯片中DSP芯片连接核心板1上的NRST复位芯片及晶振(OSC，20MHz)，用于接收复位及时钟信号；FPGA芯片连接核心板1上的晶振(OSC，20MHz)，用于接收时钟信号。
[0033] 所述的配置芯片为非易失性数据存储器如FLASH芯片，用于存储主控芯片所需的应用程序，主控芯片上电后均从配置芯片中自动加载预定程序。DSP芯片为内部集成有FLASH的芯片如HD‑S3070P芯片时，集成的FLASH模块作为其配置芯片，履行应用程序存储功能，无需额外安装配置芯片；DSP芯片内部未集成有FLASH时，与FPGA相同，均独立分配有各自的配置芯片。
[0034] 一般的，所述的二次电源转换电路将接口和供电配置管理板3向核心板1输出的5V供电转换为主控芯片中DSP芯片所需的3.3V、1.2V，以及FPGA芯片所需的3.3V和1.1V。
[0035] 本发明所述的核心板对外接口均采用逻辑扩展实现，核心板1引出的对外电路连接接口即为FPGA的对外引脚，根据硬件设计需求及板上走线情况确定核心板对外电路连接接口的点号定义。控制器的外围接口功能优化或更改时，无需更改核心板的硬件设计，只需更改FPGA逻辑程序和对外引脚定义即可实现相应功能的改进。控制器需要改进主控芯片时，只需更改核心板的硬件设计即可。核心板1与底板2之间选用高速高密度板对板接插件用于板间信号的传输。示例性的，所示核心板与底板间接插件型号为FMH‑40‑1.00‑L‑D‑T，但不限于该型号。
[0036] 如图1、2所示，控制器底板2实现与核心板的对接、多路RS232/RS422通信、1553B总线信号电平转换、2路GPIO和GPS导航信号接收。
[0037] 接口和供电配置管理板3设置有电源转换模块，如可对28V电源滤波，将28V电源电压转换为整个控制器上各部件所需的供电电压；设置有激活信号接口，接收FPGA芯片发送的激活控制信号，利用二级串联P型MOS管等形式实现设备开关激活控制，激活信号接口的输出端接入有不同阻值的功率电阻实现外接设备对激活电流的不同需求；设置有模拟信号采集模块，对接口和供电配置管理板3上28V电源信号进行采集，实现对电源状态的监控；设置有全N型MOS管等形式的H桥舵机驱动控制电路和反馈信号采集电路，实现舵机的闭环控制；设置有惯组数据接收及供电接口，与FPGA芯片共同实现与外部惯组的数据通信及惯组供电。控制器上所用器件均为国产化器件。
[0038] 以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
[0039] 本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
