基于DSP的航空电子通信系统研究

黄静 刘莎

陕西昱琛航空设备股份有限公司，中国·陕西 西安 710089

DSP；航空电子通信系统；功能；软件设计

1 引言

电子通信系统是航空系统中的关键系统，在最近建设中明确要求提高其自动化与智能化。为实现这一目标需要应用DSP 技术，它能够把质量较高的通信通道给予电子通信系统，帮助提高通信信号质量。如何最大限度发挥出DSP 技术的应用优势是建设电子通信系统过程中需要认真考虑的问题。因此，论文分析了电子通信系统建设中的DSP 技术应用。

2 基于DSP 的航空电子通信系统的概述

航空飞行安全非常重要，所以航空电子通信系统需要极度稳定与可靠。目前，空电子技术发展越来越快，机体内部也更加复杂，对机体内通讯的要求也日益提高。为满足航空领域的发展需求航空电子通信系统也要随着调整升级。DSP 技术需要把实际的连续信号转变成计算机可以识别出的信息[1]。其具备超强信号能够获取并分析信号，非常稳定，可以正确、快速地处理信息。基于DSP 的航空电子通信系统需要通过数字式航空总线来通讯，那么就需要共享航空机体里面载有的信息，并综合不同的通信功能。该技术的实现也体现了电子信息的综合化，表示以后航空电子通信系统可以有效控制航空设备。

3 基于DSP 的航空电子通信系统总体设计

系统总体架构分析在设计通信系统时采用DSP 技术，具体架构是软件、硬件和调试这三层。软件上，可以作为系统的“大脑”存在，能够控制好系统的程序，并在软件指令发出后快速执行硬件动作，并能迅速适应不同的环境；硬件上，系统完成物理动作需要硬件支撑，如果硬件性能不能符合系统的运行条件，容易制约整个通信系统性能。同时，整个系统架构里面的系统调试也非常关键，能够保障硬件和软件正常运行。在应用DSP 技术方面，需要明确设计系统架构的简单灵活，可以保证软件与硬件运行时，可以有效处理数字信号。航空电子通信系统里面具体有硬件、软件的设计与总体性能调试，作为设计系统的三大步骤[2]。上文中已经提到，硬件是系统的载体，需要让软件能够体现自身价值，这样就可以更好地实现系统的具体设计，如果硬件在设计的过程中出现了一些问题，那么系统出现瘫痪的可能性就比较大。举个例子，把电子通信系统比作一个人，那么硬件就属于身体上的躯干，软件就属于大脑。软件设计对系统运行当中的很多程序都起到控制的作用，故硬件设施要和软件调动之间相协调，只有保障双方设计的完善化，才可以实施调试。如果发现了一些问题，也需要花费最短的时间进行解决，这样才可以保证软硬件的具体使用。为了使得系统的整体结构运行变得简单化，需要保障设计步骤在综合设计的过程中符合简单化的设计要求。关于航空电子通信系统在设计的过程中一定要遵守快捷，方便以及稳定的目的，以便更加方便的传递图像以及语音等，以及使得其组网结构的具体重量降低。这就可以使得DSP 技术的具体优势更好的显现出来。想要使得航空电子通信系统的设计更加的完善化，就需要使得软件以及硬件设计具备有效性，再次与DSP 技术相结合，最终建立一套比较科学化以及合理化的具体通信系统。

4 软件与硬件的设计

4.1 硬件设计

设计硬件是系统运行的物理基础，一旦硬件有问题，整个系统都无法正常运行。此外，如果设计不合理，也不利于整个系统顺利运行，自然无法体现DSP 技术的优势。航空电子通信系统中，设计硬件有不同的模块，但核心的控制模块一定主要是DSP 芯片，因此应特别重视选择DSP 芯片。分析航空电子通信系统的需求，选择的芯片需要确保其有着强大的功能，不可以选择那些消耗过多的能源，这样会使得自身的使用寿命得到减少[3]。只有这样才可以在在功能单元的具体协助之下，更好地完成数据的传递、处理以及保存，并最终更好的实现共享。总线通信模块在航空电子通信系统当中属于非常重要的一部分，可以完成不同通信子系统具体信息的传递。其通信上包含发送器以及接收器，在设计的过程中，一定要考虑通信的准确性以及高效性。设计系统硬件时，可先考虑总线通信、DSP 控制、数据通信与上位机、下位机通信等模块。需要尽量确保功能强大，还要符合低功耗条件，以便更好地实现数据通信、处理与存储等。而在数据通信模块方面，考虑选择主控制器是FT3150 收发器，能够采集、接收并传送数据，切实提升整个模块性能。

4.2 软件设计

与硬件的设计不同，软件的设计不需要只在一个模板上面完成，更加重视的是设计之后的总体功效，因此，关于DSP 技术在航空电子通信系统当中的具体应用，软件的设计非常的关键。软件属于系统当中的主要部分，而且能够切实体现出自身价值。软件发出的指令能够控制硬件，这样才能正常运行，而且，精密的指令传达能够不顾环境的复杂合理准确运算[4]。首先，通信系统需要满足实时性要求，设计基于DSP 技术的航空电子通信系统就应第一符合这个条件，可以让相关人员尽快从系统中知道信息，还可根据它们快速处理。其次，通信系统传递的信息需要保证准确性，由于航空一些人员大部分行动离不开通讯系统传递的信息。所以，要确保信息传递的准确性，才可根据此得到准确的策略。那就要求系统运行也必须可靠。此外，基于DSP 技术的航空电子通信系统需要能够进行维护。构建时，技术水平需要高水准，且系统本身结构也需要足够严密，在设计时要特别注意系统的可维护性。同时，基于DSP 技术的航空电子通信系统还需要十分可靠，并结合现实情况自我修复，尽可能降低故障对系统的影响。在具体设计时，DSP 技术的实时性条件需要在处理软件时，能够让微处理器在最快时间内完成。例如反馈信号传输到系统后，系统需要在第一时间响应，并能够自行采样、分析逻辑与控制信号输出等。如果无法确保实时性，延迟容易影响系统整体运行效率。如果系统运行发现故障问题，系统需要可以自行通过对应的举措来解决，特别是软硬件基于外界因素影响，很可能发生异常，因此自动控制策略很重要[5]。最后，电子通信系统在设计的过程中一定要保障其足够的精密性，要和软件系统更好地完成匹配，运行的过程中，还会经常进行调试或者修改，因此，关于DSP技术的具体通信系统，一定要不断地进行维护。

4.3 调试环节

最后的调试是为了确保系统运行时不发生故障，对于整个设计而言是最不能缺少的，也是一次检测整个系统。基于DSP 技术的航空电子通信系统难度较大，特别是要检测系统的稳定性、高效性与准确性等，由于航空领域的随便一个误差都是坚决不允许的，只要存在问题，那么造成的后果都是无法挽回的。因此，系统理论性的成功不是说基于DSP 技术的航空电子通信系统都能够正式使用了，反而还需要持续实验。在合理设计通信系统软硬件后，还应进行系统调试。由于DSP 系统结构自己较为复杂，因此还需要合理选择调试方法。以JTAG 为例，明显有利于DSP 系统调试。调试时，可明确检测电路板裸板，并探究系统电源的输出状态，检查DSP 运行情况，经过RAM 读写测试，完成系统调试。另外特别要注意的是，调试时对下位机、上位机也应通过联机测试方式，而且调试软件需要强调语法以及程序层面，尽量地保障调试效率的合格性，只有经过调试，才可以发现具体的故障问题。一旦发现问题，要及时地进行修改，从而可以保障系统具备的运行更加可靠。

5 系统目前存在的问题以及解决方法

航空电子通信系统已经广泛应用于多个领域，包含飞机领域以及军事领域方面，中国的科学技术一直在飞速发展，信息传递在战争当中也具备非常重要的作用。关于航空电子通信系统的功能非常的丰富化，适用性也比较的强大。因此，在技术发展的过程中一定不要只重视信息的传递，还要对信息的保密更加的重视。除此之外，要保障信息技术在未来的发展中更加的全面化以及综合性。

5.1 传输速度问题

传输速度是目前航空电子通信系统的技术瓶颈。现阶段，想要实现突破，需要对两个层次进行详细的研究。首先，要对传输介质不断地进行更新，例如，可以利用新型的光纤，需要保障通信接口的具体信息处理速度得到不断地提高。论文具体分析后者，目前的通信接口大部分是单片机，传输速度低，因此设计时应考虑通过改进型哈佛结构与流水线技术，因为结构类似，缩短了指令执行时间，有效提高了效率。这个在国际上都有了很大的突破，成就瞩目。

5.2 数据格式兼容性问题

现在研究的数据通信系统大部分是针对单一的特定总线，不够兼容，需要来回转换数据，非常不便利，阻碍了生产效率，与信息传递过程也存在冲突，以致于信息不能及时传递。基于DSP 技术的航空电子通信系统就需要结合一些有关的总线协议，统一协调控制各总线数据，有利于传递不同总线间的信息。

5.3 数据传输过程中产生的误码

目前，在航空领域的发展中，必须保障消息传递的准确性以及高效性，纵观当前的具体系统，发现数据传输还不具备较快的速度以及效率。但是通过奇偶校验法，能够保障信息传递的准确性，使其传递时尽量避免误码。

6 结语

综上所述，航空电子通信系统包含非常多的内容，如硬件设计、软件设计以及总体的性能调试等，这其中硬件就属于人体的躯干，而软件就属于人类的大脑，两者之间是相辅相成的，只有这样才可以保障系统比较顺利的运行。因此，设计的时候一定要依托DSP 技术，从软硬件以及调试角度进行比较合理化的设计，与此同时，也要重视后期的维修以及修改，这样才可以保障航空通信系统得到良好的应用。