基于嵌入式的CFDIU设计

论文摘要

集中故障显示接口单元（Centralized Fault Display Interface Unit,CFDIU）是集中故障显示系统（Centralized Fault Display System,CFDS）的核心组件,应用于机载电子设备BITE（Build-in Test Equipment）数据的收集、传输、存储和处理等。功能强大,性能稳定的CFDIU是机载电子设备自测试和故障诊断的必要条件。设计良好的CFDIU在机载电子设备故障信息提取和现场维修中具有重要的意义。论文首先对现有的CFDIU进行了详细的功能分析、操作分析、组成分析和接口分析,阐述了课题的背景、研究的目标和相关的技术要求等。然后提出了基于嵌入式系统的CFDIU设计,给出了详细的硬件原理图,操作系统的移植和开发环境的建立。接着提出了基于双端口网络的机载电子设备分析方法和基于配置文件的机载电子设备自动测试方法,并基于此种方法分析了BITE数据的特点,构成和具体的解析方法。论文最后给了基于图形界面的CFDIU设计的软件流程,完成了CFDIU从硬件到软件功能实现的整体过程,完成了基于嵌入式的CFDIU设计。论文的一个主要创新点是使用配置文件消除了ARINC429总线数据格式的区别,通过统一的算法实现数据的解析,为普通机务人员维护设备创造了条件。论文通过对CFDIU的分析和功能系统设计的研究,以及对ARINC429数据的分析和对机载电子自动测试方法研究,通过使用嵌入式技术完成了CFDIU的设计,并试验性的应用于SATE-1000型机载设备自动测试台。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 论文主要内容和结构
• 第二章 CFDIU和CFDS分析
• 2.1 CFDS的分析
• 2.2 CFDIU的分析
• 2.2.1 CFDIU的目的
• 2.2.2 CFDIU的功能
• 2.3 CFDIU的操作
• 2.3.1 正常模式
• 2.3.2 菜单模式（一型系统）和虚拟菜单模式（二型和三型系统）
• 2.3.3 其他功能
• 2.4 CFDIU与机载电子设备的接口
• 2.4.1 输入和输出
• 2.4.2 与MCDU连接
• 2.4.3 与其他设备的接口
• 2.5 CFDIU组件说明
• 2.6 CFDIU技术需求
• 第三章 硬件的实现
• 3.1 总体的方案
• 3.2 嵌入式平台的搭建
• 3.3 FPGA模块
• 3.3.1 中断管理器
• 3.3.2 命令接收器
• 3.3.3 ARINC429的FIFO
• 3.3.4 离散量的FIFO
• 3.3.5 AD的FIFO
• 3.4 ARINC429总线收发模块
• 3.5 离散量通道
• 3.6 AD模块
• 3.7 键盘和实时时钟
• 第四章 操作系统的移植和QT开发环境的建立
• 4.1 U-Boot移植
• 4.2 Linux内核移植
• 4.3 文件系统
• 4.4 QT的安装
• 4.5 FPGA在Linux下的驱动
• 4.5.1 重要的结构和函数
• 4.5.2 设备号，设备注册，设备删除
• 4.5.3 中断的处理
• 4.5.4 读写函数
• 第五章 基于文件的测试系统
• 5.1 双端口网络
• 5.2 基于文件的测试系统
• 5.3 ARINC429数据概述
• 5.4 数据区详细解释
• 5.5 ARINC429数据特点
• 第六章 GUI界面和软件
• 6.1 算法说明
• 6.2 界面设计
• 6.2.1 主界面
• 6.2.2 数据管理和用户管理界面
• 6.2.3 LRU管理界面
• 6.2.4 电测量界面
• 6.2.5 CFDIU操作界面
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间科研工作