基于PowerPC的高效机载数据采集系统设计

本文档《基于PowerPC的机载数据采集系统设计》由作者王树争、陈强和袁磊撰写，关注的是航空电子设备中日益增长的需求，特别是对设备状态的高效监测与控制，以及降低功耗的重要性。该系统采用PowerPC作为核心处理器，旨在构建一个既能稳定工作又具备高度通用性和可扩展性的解决方案。 系统设计的关键点在于处理复杂的多路数据采集任务，针对16种状态信号进行实时监控，这些信号的频率低于30KHz。为了满足高性能要求，CPU被选择为摩托罗拉公司PowerPC系列的PC7447A，这款处理器具备1GHz的主频，具有强大的处理能力和较低的功耗，支持多个独立执行单元和高速缓存，保证了数据处理的效率。 FPGA方面，选择了Xilinx公司的Spartan-3AN系列XC3S400AN，这款器件以其低功耗和高逻辑密度为特点，拥有400K门和8064个逻辑单元，提供了充足的硬件资源。FPGA还集成有4Mbit的Flash存储器，便于上电配置，减少了外部电路设计，提升了系统的可靠性和易用性。A/D和D/A模块负责模拟信号的转换，而FPGA则负责这些模块的接口控制和HLP接口的译码逻辑，同时处理与外部通信模块的交互。 系统还包括两个以太网接口，主要用于调试和系统管理，强调了系统的通信能力。数据采集系统的设计理念注重模块化和通用性，使得它能够适应不同应用场景，并且易于升级和扩展。通过详细介绍系统架构、工作原理和验证结果，本文证明了基于PowerPC的机载数据采集系统在实际应用中的有效性和实用性。整个设计充分考虑了航空电子设备的特殊需求，为高性能、低功耗的飞行器数据采集提供了先进的技术基础。