【摘要】：隨著現(xiàn)代航空電子技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)載電子設(shè)備間數(shù)字信息交互急劇增加,高性能數(shù)字視頻傳輸需求日益緊迫,新型航空總線技術(shù)逐步轉(zhuǎn)向高速光纖通道研究方向,航空電子數(shù)字視頻總線(Avionics Digital Video Bus,ADVB)應(yīng)運(yùn)而生。它是基于光纖通道協(xié)議和光纖音視頻協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)制定一種新型數(shù)字視頻接口和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),具有高帶寬、低延遲、傳輸距離遠(yuǎn)和抗干擾等特點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)了一種基于ADVB總線的數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)用于某型飛行器機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理設(shè)備開發(fā)。本文首先分析了國(guó)內(nèi)外相關(guān)ADVB視頻傳輸系統(tǒng)研究現(xiàn)狀,提出系統(tǒng)研究意義和價(jià)值;隨后對(duì)光纖通道協(xié)議和光纖音視頻通道協(xié)議進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹,并以此為基礎(chǔ)研究ADVB航空電子數(shù)字視頻總線協(xié)議,重點(diǎn)討論ADVB協(xié)議分層結(jié)構(gòu)、容器定義和幀頭控制協(xié)議等內(nèi)容。其次,根據(jù)項(xiàng)目技術(shù)要求,提出系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)思想。采用加固型VPX硬件架構(gòu),Kintex-7 FPGA為核心和輔助圖像處理器I.MX6Q設(shè)計(jì)方案;對(duì)系統(tǒng)核心電源模塊電路、時(shí)鐘模塊電路、總線通信電路和高速GTX接口電路等硬件組成結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行介紹。制定系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)及驗(yàn)證方案,基于Xilinx ISE 14.7軟件開發(fā)工具和Modelsim 10.1a仿真調(diào)試軟件,使用Verilog HDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn)邏輯設(shè)計(jì),對(duì)視頻發(fā)送和視頻接收實(shí)現(xiàn)的各模塊邏輯工作過程進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)說明;通過模擬測(cè)試數(shù)據(jù)源,利用仿真軟件捕捉關(guān)鍵模塊仿真波形,并對(duì)其進(jìn)行時(shí)序分析。通過提出系統(tǒng)測(cè)試原理和測(cè)試流程方案,搭建測(cè)試平臺(tái),對(duì)設(shè)計(jì)的視頻傳輸系統(tǒng)進(jìn)行功能測(cè)試,利用ChipScope邏輯分析軟件對(duì)關(guān)鍵模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)序捕捉和分析。經(jīng)過測(cè)試和驗(yàn)證,設(shè)計(jì)滿足預(yù)定設(shè)計(jì)目標(biāo)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合FC、FC-AV、FC-ADVB協(xié)議規(guī)范,滿足多路獨(dú)立可配置2.125Gbps端口速率ARINC818無損高清HD 1080視頻圖像處理需求,具有高帶寬、低延遲和高可靠性的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)研究已成功運(yùn)用于某型飛機(jī)改進(jìn)型綜合數(shù)據(jù)管理設(shè)備樣機(jī)設(shè)計(jì)。
【圖文】：

INC818 協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化工作，旨在整合航空電子供應(yīng)鏈中如：Honeywell、和 Thales 產(chǎn)品中存在的眾多的航空視頻專有標(biāo)準(zhǔn)[21]。伴隨著 ARINC81，知名航空飛機(jī)顯示器制造商基于 ARINC818 協(xié)議產(chǎn)品航空視頻設(shè)備現(xiàn)，其中，以美國(guó)的大河科技公司（Great River Technology, GRT）818 測(cè)試、開發(fā)服務(wù)商代表。GRT 提供包括 FPGA IP 內(nèi)核、幀捕捉器、轉(zhuǎn)換器和視頻發(fā)生器等眾多的開發(fā)測(cè)試產(chǎn)品，覆蓋 ARINC818 設(shè)計(jì)、，加快相關(guān)項(xiàng)目開發(fā)進(jìn)度。GRT 開發(fā)自定義加固型視頻轉(zhuǎn)換模塊如圖塊支持 DVI 到 ARINC818、ARINC818 到 DVI、ARINC818 到 VGA 功能，可按用戶要求自定義 ARINR818 轉(zhuǎn)模擬（NTSC, PAL, STANA）、模擬（NTSC, PAL, STANAG 3350, RS-170）到 ARINC818 模擬視頻轉(zhuǎn)圖 1.1 右圖所示，可提供 5～16 通道 ARINC818 錄像/播放記錄（最818 錄像通道），支持預(yù)裝客戶 PC 機(jī)功能，上電自啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，滿足包括測(cè)試和模擬仿真等系統(tǒng)開發(fā)擴(kuò)展需求。

中北大學(xué)學(xué)位論文化設(shè)計(jì)概念，，適用于當(dāng)代和未來戰(zhàn)機(jī)駕駛座艙集成發(fā)展要求（圖中）；L-3 通信公司arge Area Avionics Display（LAAD）機(jī)載大屏顯示器，基于開放式系統(tǒng)架構(gòu)，兼容能飛機(jī)顯示設(shè)備（圖右）。相關(guān)產(chǎn)品已在軍用及民用航空、航天領(lǐng)域設(shè)備制造研發(fā)功運(yùn)用。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V243;TN919.8

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