面向多通道控制系统的通道数可变的并行实时测试

刘海秋; 徐抒岩; 王栋; 曹小涛; 吴伟平

面向多通道控制系统的通道数可变的并行实时测试

1.
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春 130033;
2.
中国科学院大学,北京 100049

基金项目:

吉林省科技发展计划项目基金（20090311）

详细信息

作者简介:
刘海秋（1987－），女，博士生，主要从事航天遥感器像移补偿的研究和实现方面的研究。Email：shangyue_2008@126.com；徐抒岩（1963-），男，研究员，博士生导师，主要从事空间光学遥感器计算机控制、图像处理方面的研究。Email：xusy@ciomp.ac.cn

刘海秋（1987－），女，博士生，主要从事航天遥感器像移补偿的研究和实现方面的研究。Email：shangyue_2008@126.com；徐抒岩（1963-），男，研究员，博士生导师，主要从事空间光学遥感器计算机控制、图像处理方面的研究。Email：xusy@ciomp.ac.cn

中图分类号: TP732

Concurrent real-time test for multi-channel control system with variable number of channels

1.
Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;
2.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 为了对复杂多通道电机控制系统的不同通道数的控制单元进行并行灵活测试，提出了测试通道数灵活可变的多通道控制单元并行仿真实时测试方法。提出了面向对象的测试通道数灵活可变的思想；提出了支持被测对象通道数灵活可变的采集处理方案；采用双端口SRAM转换高速异步FIFO的高效数据存储方式和DMA与突发传输相结合的数据传输方法，实现系统高效数据存储和与计算机之间高速异步数据传输；采用基于FPGA并行采集、实时处理及PCI总线传输策略，改进了传统的PCI中断申请传输模式和PCI中断传输控制机制，克服了由被测对象通道数不同、计算机配置不同及应用程序相互干扰等问题带来的系统不稳定现象，实现系统与计算机之间稳定可靠的数据传输。对4～64通道数随机变化的控制单元进行并行测试试验，结果表明：通道数灵活可变、多通道控制单元并行测试状态稳定、可靠，满足预期要求。
- 通道数可变 /
- 多通道控制单元 /
- 仿真测试 /
- 面向对象 /
- PCI中断 /
- FPGA逻辑控制
Abstract: In order to concurrently and flexibly test the control unit with different numbers of channels in complex multi-channel motor control system, a parallel simulation real-time test method supporting variable numbers of channels in multi-channel control system was proposed. Object-oriented test methodology for variable numbers of channels was put forward. The acquisition and processing program for variable numbers of channels control system was presented, and the efficient data storage method in high-speed asynchronous FIFO converted by dual-port SRAM and data transmission means by combining DMA with burst transmission were adopted to achieve efficient data storage and high-speed asynchronous data transmission between the system and computer. The FPGA-based parallel acquisition, real-time processing and PCI bus transfer strategy were used to improve traditional PCI interrupt application data transmission mode and the PCI interrupt transmission control mechanism, which overcome the system instability caused by the variable-number of channels of the measured object, the different computer configuration or the application program mutual interference, also achieved the stable and reliable data transmission between the system and the computer. A parallel test experiments on random variation of 4-channel to 64-channel control unit was conducted, the results showed that, the number of channels was flexible, multi-channel control unit parallel test state was stable, reliable, and met the expected requirements.
- variable number of channels /
- multi-channel control unit /
- simulation test /
- object-oriented /
- PCI interrupt /
- FPGA logic control

[1]	Hu Jun, Wang Dong, Sun Tianyu. The application and development of recent space optical image remote sensors[J]. Chinese Optics and Applied Optics, 2010, 3(6): 519-533. (in Chinese) 胡君, 王栋, 孙天宇. 现代航空光学成像遥感器的应用与发展 [J]. 中国光学与应用光学, 2010, 3(6): 519-533.
[2]	Yu Ping, Wu Weiping. Closed-loop simulation and testing of control cell of drift angle for space optical remote sensor in real time[J]. Optics and Precision Engineering, 2009, 17(11): 2792-2797. (in Chinese) 于平, 吴伟平. 空间光学遥感器偏流机构控制单元的闭环实时模拟检测[J]. 光学精密工程, 2009, 17(11): 2792-2797.
[3]	Mu Xin, Hu Jun, Song Qichang, et al. Time synchronization of integrated testing system of space camera[J]. Optics and Precision Engineering, 2010, 18(6): 1436-1443. (in Chinese) 穆欣, 胡君, 宋启昌, 等. 空间相机集成测试系统的时钟同步[J]. 光学精密工程, 2010, 18(6): 1436-1443.
[4]	Hu Jun, Wang Dong. Real-time dynamic integration detection technology of space camera on the ground[J]. Optics and Precision Engineering, 2011, 19(9): 2177-2185. (in Chinese) 胡君, 王栋. 空间相机地面实时动态集成测试技术[J]. 光学精密工程, 2011, 19(9): 2177-2185.
[5]	Yang Qi, Yang Ying. A new method of designing and implementing high-capacity FIFO based on SRAM and Dram [J]. Foreign Electronic Component, 2006, 10: 63-66. (in Chinese) 杨奇,杨莹. 基于SRAM和DRAM结构的大容量FIFO的设计与实现[J]. 国外电子元器件, 2006, 10: 63-66.
[6]	Zhou Xianpu. Design and FPGA implementation for a PCI bus arbiter based on rotating-priority protocol combined with FIFO queue[J]. Modern Electronic Technique, 2007, 22(261): 157-160. (in Chinese) 周先谱. 基于FIFO列队的PCI总线仲裁器的设计与FPGA实现[J]. 现代电子技术, 2007, 22(261): 157-160.
[7]	Li Yan, Tang Xinyi, Ge Jun. Real-time multi-channels infrared image acquisition system based on FPGA[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 40(5): 1363-1368. (in Chinese) 李燕, 汤心溢, 葛军. 基于 FPGA 的多通道红外图像实时采集系统[J]. 红外与激光工程, 2012, 40(5): 1363-1368.
[8]	Mu Jie, Zheng Wenjia, Li Mei. On-line atmospheric turbulence parameters measurement platform for adaptive optics system based on FPGA and DSP[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(3): 703-708. (in Chinese) 母杰, 郑文佳, 李梅. 基于 FPGA 和 DSP 技术的自适应光学系统在线大气湍流参数测量平台[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(3): 703-708.
[9]	Li Xiaoyu, Liu Xiaolong. Probe into PCI interrupt mechanism system[J]. Researches on Computer Application, 2004, 3: 91-93. (in Chinese) 李晓钰, 刘小龙. PCI中断机制初探 [J]. 计算机应用研究, 2004, 3: 91-93.
[10]	Ji Dawei, Xu Shuyan. Integrated simulation and testing system of drift-focus control unit for optics remote sensor [J]. Semiconductor Optoelectronics, 2011, 33(1): 124-129. (in Chinese) 纪大伟, 徐抒岩. 光学遥感器偏流调焦控制单元集成仿真测试系统[J]. 半导体光电, 2011, 33(1): 124-129.

[1]	张允祥, 李新, 黄冬, 张艳娜, 韦玮, 潘琰. 红外通道式野外辐射计的光机设计及性能测试 . 红外与激光工程, 2022, 51(12): 20220246-1-20220246-11. doi: 10.3788/IRLA20220246
[2]	刘汝卿, 蒋衍, 李锋, 孟柘, 郭文举, 朱精果. 实时感知型激光雷达多通道数据采集系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20200291-1-20200291-7. doi: 10.3788/IRLA20200291
[3]	杜建祥, 宗肖颖, 罗世魁, 高超. 多谱段滤光片平面波透射波前仿真测试方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20200528-1-20200528-6. doi: 10.3788/IRLA20200528
[4]	李娜, 邓家先, 崔亚妮, 陈褒丹. 基于暗通道先验的红外图像清晰化及FPGA实现 . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200252-1-20200252-10. doi: 10.3788/IRLA20200252
[5]	苏宏, 侯亚丽, 王刚, 李岗. 激光引信12分元探测定向起爆控制建模及仿真 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0403003-0403003-7. doi: 10.3788/IRLA202049.0403003
[6]	张禹, 杨忠明, 刘兆军, 王继红. 大口径多光谱通道波前测量系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20190559-1-20190559-7. doi: 10.3788/IRLA20190559
[7]	裴晓敏, 范慧杰, 唐延东. 多通道时空融合网络双人交互行为识别 . 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20190552-20190552-6. doi: 10.3788/IRLA20190552
[8]	吴天昊, 柯常军, 姜永恒, 孔心怡, 钟艳红. CO₂激光多程平移法制备高质量梯形PMMA微通道 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 306003-0306003(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0306003
[9]	杜亚雯, 董全林, 蒲小琴, 李黎明, 张春熹. 基于模糊滑模的激光导引头伺服控制系统仿真分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 31-37. doi: 10.3788/IRLA201948.S213003
[10]	刘康, 任海根, 李盛阳, 覃帮勇. 基于天宫二号多光谱数据的青藏高原冻湖自动提取 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 303004-0303004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0303004
[11]	毛红敏, 马锡英, 王晓丹, 徐国定. 多通道可调谐1.55μm光子晶体滤波器 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 620002-0620002(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0620002
[12]	张敏, 陈涛, 李洪文, 巩明德, 杨飞. 转台伺服系统被控对象的频率特性测试 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 531003-0531003(3). doi: 10.3788/IRLA201645.0531003
[13]	刘小强, 任高辉, 邢军智, 寿少峻, 张惠菁. 交互式多模型算法在光电跟踪控制系统中应用的仿真 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 917003-0917003(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0917003
[14]	吴军, 王海伟, 郭颖, 洪光烈, 何志平, 徐卫明, 舒嵘. 资源有限FPGA的多通道时间-数字转换系统 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1208-1217.
[15]	陈颖, 王文跃, 范卉青, 卢波. 异质结构光子晶体微腔实现多通道可调谐滤波 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3399-3403.
[16]	郑亮亮. 多通道TDI CCD成像系统的非均匀性校正 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 145-150.
[17]	邓永停, 李洪文, 王建立, 阴玉梅, 吴庆林. 基于DSP和FPGA的望远镜伺服控制系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 908-914.
[18]	明安杰, 谭振新, 吴健, 赵敏, 欧文, 陈大鹏. 基于虚拟仪器的多通道MEMS 加速度计自动化测试系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1955-1959.
[19]	刘春香, 郭永飞, 李宁, 司国良. 星上多通道TDICCD相机内部的图像实时合成压缩 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2068-2075.
[20]	苏安. 实现多通道光滤波与放大功能的光子晶体量子阱 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 727-732.

点击查看大图

计量

文章访问数: 350
HTML全文浏览量: 76
PDF下载量: 121
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

留言板

面向多通道控制系统的通道数可变的并行实时测试

Concurrent real-time test for multi-channel control system with variable number of channels

计量

面向多通道控制系统的通道数可变的并行实时测试

1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春 130033;

2. 中国科学院大学,北京 100049

English Abstract

Concurrent real-time test for multi-channel control system with variable number of channels

1. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;

2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

全文HTML

目录

留言板

面向多通道控制系统的通道数可变的并行实时测试

Concurrent real-time test for multi-channel control system with variable number of channels

计量

出版历程

面向多通道控制系统的通道数可变的并行实时测试

1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033; 2. 中国科学院大学,北京 100049

English Abstract

Concurrent real-time test for multi-channel control system with variable number of channels

1. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China; 2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

全文HTML

目录

1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春 130033;

2. 中国科学院大学,北京 100049

1. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;

2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China