+7 (812) 494-9090
Обратная связьEnglish
Главная → О компании → Наши клиенты → Cassel Aero → Создание аппаратного устройства, обслуживающего навесное оборудование для удобрения лесов для Cassel Aero
Версия для печати

Создание аппаратного устройства, обслуживающего навесное оборудование для удобрения лесов для Cassel Aero

Заказчик: Cassel Aero

Отрасль: Электроника и аппаратное обеспечение


Заказчик получил единый блок, управляющий всем внешним оборудованием. Разработанный аппаратный протокол и программная поддержка позволили устранить задержку при прохождении координат GPS через COM-порт.




Ситуация

В рамках разработки и развития программно-аппаратного комплекса системы наведения при помощи спутниковой навигации Precision Navigation and Recognition System (PNRS) выбор оборудования производился заказчиком. По мере развития системы менялся тип ЭВМ: с машины, имеющей быстродействующие COM-порты, на обычный ноутбук, не имеющий ничего, кроме USB. В систему добавлялись всё новые и новые аппаратные блоки, необходимые для улучшения контроля качества распыления материала. Однако со временем эти устройства начали постоянно конфликтовать между собой, причём конфликты проявлялись не реже раза в неделю, и всегда отличались. Самой же главной проблемой являлось то, что координаты от приёмника GPS, переданные через COM-порт, задерживались в переходнике USB-COM и приходили с задержкой до 0,5 секунды. За это время вертолёт пролетал до 20 лишних метров. Задержка была плавающая, поэтому учесть её программно не представлялось возможным.

Решение

Было разработано собственное USB-устройство, реализующее все функции, ранее выполнявшиеся готовыми, приобретенными у разных производителей блоками. Также в устройстве были заложены потенциально возможные функции и резерв на дальнейшее расширение функциональности по мере надобности. Устройство было построено по принципу универсальной базовой платы, которая может использоваться в любых других проектах, и специализированных оконечных каскадов, согласующих КМОП-уровни с используемыми в реальном оборудовании (24-вольтовая логика).

Базовый блок содержит микроконтроллер фирмы Cypress, который позволяет загрузить шину USB2.0 до максимальной пропускной способности, а также ПЛИС класса FPGA семейства Cyclone-3 (на тот момент новейший представитель линейки Cyclone). Именно в FPGA реализуется логика цифровых входов и выходов, аналоговых выходов (в режиме ШИМ с последующим интегратором), шесть COM-портов с буфером, обеспечивающим минимальную задержку прохождения сигнала, прочие блоки со сложной логикой. Аналоговый вход реализуется при помощи дополнительного контроллера AtTiny фирмы Atmel.

Согласующий блок обеспечивает оптическую изоляцию цифровой части от внешней среды, так как при полётах в дождь и в районе ЛЭП вертолёт может накапливать статический заряд.

Результат

Заказчик получил единый блок, управляющий всем внешним оборудованием. Разработанный аппаратный протокол и программная поддержка позволили устранить задержку при прохождении координат GPS через COM-порт. Единственный блок в системе подразумевает полное отсутствие конфликтов. За время эксплуатации система несколько раз расширялась без переделки аппаратной части, новые функции вводились в прошивку ПЛИС при помощи доработки схемы непосредственно в редакторе.

Создание аппаратного устройства, обслуживающего навесное оборудование для удобрения лесов 

Используемые технологии

USB2.0 Device, Cypress FX2LP, GPIF, I2C, FPGA, Altera Cyclone III, VHDL, Atmel AtTiny


Скачать