[发明专利]基于FPGA的雷达系统接口卡

说明书

技术领域

本发明涉及一种系统接口卡，尤其涉及一种基于FPGA的雷达系统接口卡。

背景技术

气象雷达的种类繁多，各分系统的接口形式多种多样。目前的接口电路是针对各产品独立研发的，品种较多，结构型式上有嵌入式和板卡式两种，但在具体内容上大同小异，而目前还没有一套完整的接口标准，因此需要为气象雷达制定一套适合与各波段雷达、各体制雷达的接口模块标准，达到完善结构与接口、标准化界面、规范化软件的目标。

发明内容

1、所要解决的技术问题：

针对以上所述的问题，本发明所提供一种适合与各类气象雷达(测风、测雨)各分系统接口的一种基于FPGA的雷达系统接口卡。

2、技术方案：

本发明包括主板和提供驱动PCI总线的接口驱动程序；主板包括FPGA在线可编程器件、A/D转换芯片、D/A转换芯片、接口差分驱动芯片、接口总线驱动器。FPGA采用的是XC2V1000在线可编程器件，D/A转换采用的是串行输入12位D/A转换芯片AD5320，A/D转换采用的是并行输出12位A/D转换芯片MAX1310ECM，差分接收采用的是5V电压差分接收芯片AM26C31ID，差分发送采用的是低电压(3.3V)差分发送芯片AM26LV32CD，总线驱动采用74LVTH162244DL和74FCT6245TPV。本发明还包括选件板，选件板上主要包括继电器和光电耦合器；选件板经104芯通用的双排插针与主板连接。选件板至少包括2路继电器和8路光耦，另备份2路继电器。

3、有益效果：

本发明的使用大大减少了走线和调试的工作量，并且使所有的气象雷达的接口统一。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

本发明的接口板是为一系列气象雷达产品研制的通用接口板，它使各种气象雷达里的各个分系统之间的接口信号的形式、数量、电气特性得到了统一。接口板的主要功能是在数据处理分系统和其他分系统之间建立信号通道，将数据处理产生的控制信号送往各个分系统，对各个分系统的工作状态进行采样将采样结果送数据处理，对各个分系统进行故障检测或监测，将测试结果送数据处理，由数据处理作进一步的处理或显示。研制的接口模块由二块印制板组成：主板和选件板，主板包括与发射、接收、馈线、T/R组件、波控、信号处理、数据处理、伺服等的硬件接口；选件板上包括馈线分系统控制波导开关的继电器。选件板在需要时加拍在主板上，无选件板的情况下主板可独立工作。主板和选件板都插在工控机或PC机的机箱内，工作环境同计算机，为0～40℃。

接口板从结构上分为主板和选件板二块，提供驱动PCI总线的接口驱动程序；选件板上主要包括控制开关机和加高压用的继电器和光电耦合器。

主板由FPGA在线可编程器件、A/D转换芯片、D/A转换芯片、接口差分驱动芯片、接口总线驱动器等组成。其中，FPGA采用的是由XILINX公司生产的XC2V1000在线可编程器件，D/A转换采用的是由AD公司生产的串行输入12位D/A转换芯片AD5320，A/D转换采用的是由MAXIM公司生产的并行输出12位A/D转换芯片MAX1310ECM，差分接收采用的是由AMD公司生产的5V电压差分接收芯片AM26C31ID，差分发送采用的是由AMD公司生产的低电压(3.3V)差分发送芯片AM26LV32CD，总线驱动采用由TI公司生产的74LVTH162244DL和IDT公司生产的74FCT6245TPV。主板的+5V和±12V电源由计算机电源提供，主板所需的其他种类电源如+3.3V、+1.5V电源由主板通过电压转换模块从+5V转换产生。

选件板的功能是完成对继电器或光耦的控制。继电器主要用于对高电压的闭合和断开或大电流信号的导通和截止进行控制，光耦则用于对有电隔离要求的信号进行传输或控制。选件板经104芯通用的双排插针与主板连接，并由主板提供所需的+5V电源。根据需要，选件板至少包括2路继电器和8路光耦，另备份2路继电器。对2路继电器的控制相互独立。选件板所需的+5V电源由主板提供。

接口板的控制电路采用大规模集成电路FPGA，接口驱动采用我所广泛使用的优选器件26C31/32和26LV31/32差分驱动芯片和74FCT16245总线驱动芯片，器件的稳定性好，使用寿命长。接口板驱动软件适合Windows NT、Windows2000、Windows XP环境下。