机载任务记录器中数据记录器组件的设计与实现

摘要：随着现代空战训练的转型，对机载任务记录系统所记录数据的多样性和全面性，记录数据的时间同步性和一致性有了很高的要求。为此，在新型机载任务记录仪设计研发中，采用统一的时间标准，同步记录多路任务数据，严格保证了事后评判的客观性和时间准确性。

关键词：事后评判；任务记录；VXWORKS；SATA；RS422

事后评判是战术对抗训练中的重要环节，传统的事后评判方法是分别下载各类机载任务数据，分别采用各自的数据分析工作站对训练过程中所记录的真实数据进行判读，并人工对比各类事件和数据的时间和数值，给出对抗训练结果。

但在实际使用中，由于飞机种类众多，飞机上记录的任务数据各不相同，且各类数据的时间基准也不一致，造成绝对时间不统一，给事后客观评判带来了很大困难。例如，在合同战术训练中，要给出一个客观、准确的对抗评估结果，往往使用很多人力，花费几周时间才能给出准确对抗结果。这已成为新形势下合同战术训练中的瓶颈问题。

为此，设计了机载任务记录器对多种任务数据进行综合采集，统一时标、集中记录的新方法，实现事后分析的快速、准确、客观判读。新研设备采用统一绝对时间，同步采集记录视频、音频、及其他任务系统数据，严格保证了事后评判的客观性和时间准确性。鉴于系统的庞大性和复杂性，文中仅介绍机载任务器中数据记录组件的设计。

1 数据记录组件的硬件设计

1．1 总体设计思想

数据记录器组件完成系统的控制、数据处理、RS422数据接收和记录。数据记录器组件实现16路串口的收发，对其中的9路RS422串口信号进行分析、解析、加时间标签后打包记录；另外，1路RS422串口信号用于外部通信，4路RS422串口信号用于记录模块上保存的北京时间，1路RS422串口用于接收GPS数据，另有1路串口预留系统扩展。数据记录器组件还预留了2路RS232接口，用于调试和扩展。数据记录器组件还具备1路串行SATA接口，挂载一个8G的数据记录电子盘。1路PATA接口，挂载一块512M字节的FLASH盘，供系统软件、应用软件使用，数据记录器组件的原理图如图1所示。

1．2 硬件实现

1)处理器电路

主控模块处理器采用德国控创公司的高效率嵌入式微处理模块nanoETXexpress-SP，该产品具有如下特点：①接口兼容ETX标准；②CPU采用Intel公司的高效嵌入式处理器Intel@AtomZ510，主频1．1 GHz，该CPU具有超低工作电压(ULV)，512 kByte cache，前端总线(FSB)400 MHz等特点，内存最大支持1 GB(目前配置512 MB)；③集成64 MB显存的显示控制器；④具有丰富的外设接口，如图2所示；⑤功耗较低(最大功耗7 W，待机功耗4．5 W)。

2)PCI-UART电路

由于主控模块需要处理的RS422接口较多，而且要求达到的速度较高，只有使用速度较高的PCI总线接口的UART才能实现实时处理，经过查询比较，选用市场上技术较成熟的EXAR公司的PCI接口的8路UART芯片XR17D158来实现，其功能框图如图3所示。