Thiết kế khối logic khối điện tử cơ cấu phóng khí cụ bay sử dụng FPGA trên cơ sở nghiên cứu, phân tích, mô phỏng nguyên lý hoạt động khối logic nguyên mẫu

Bài báo trình bày các phân tích về nguyên lý hoạt động khối logic khối điện tử nguyên mẫu của cơ cấu phóng khí cụ bay, mô phỏng hoạt động và các trường hợp xử lý của nó cũng như trình bày một phương án thiết kế mới khối logic dựa trên vi mạch tích hợp cao FPGA.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế khối logic khối điện tử cơ cấu phóng khí cụ bay sử dụng FPGA trên cơ sở nghiên cứu, phân tích, mô phỏng nguyên lý hoạt động khối logic nguyên mẫuNghiên cứu khoa học công nghệ THIẾT KẾ KHỐI LOGIC KHỐI ĐIỆN TỬ CƠ CẤU PHÓNG KHÍ CỤ BAY SỬ DỤNG FPGA TRÊN CƠ SỞ NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH, MÔ PHỎNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG KHỐI LOGIC NGUYÊN MẪU Đỗ Tuấn Cương1, Bùi Văn Tuân1*, Đinh Văn Minh1, Nguyễn Viết Hoa2 Tóm tắt: Bài báo trình bày các phân tích về nguyên lý hoạt động khối logic khối điện tử nguyên mẫu của cơ cấu phóng khí cụ bay, mô phỏng hoạt động và các trường hợp xử lý của nó cũng như trình bày một phương án thiết kế mới khối logic dựa trên vi mạch tích hợp cao FPGA.Từ khóa: Khí cụ bay, Cơ cấu phóng, Khối logic, FPGA. 1. MỞ ĐẦU Cơ cấu phóng (CCP) của tổ hợp khí cụ bay (KCB) được dùng để chuẩn bị phóng vàphóng KCB. CCP KCB nguyên bản là một thiết bị điện tử có thuật toán hoạt động phứctạp, có cơ sở linh kiện là các vi mạch lai (hybrit) (xem hình 1(a)), cho nên việc “giải mã”và tiến tới làm chủ thiết kế gặp nhiều khó khăn. (a) (b) Hình 1. Vi mạch lai trong CCP (a); Khối Л nguyên bản trong CCP (b). Trong chuyển giao công nghệ, ta chỉ nhận được bộ bản vẽ thiết kế và tài liệu côngnghệ, không có tài liệu giải thích ý nghĩa, thuyết minh kỹ thuật và công nghệ. Hiện nay,việc sản xuất CCP cũng như tổ hợp KCB theo li-xănggặp khó khăn một phần là do ta chưanắm vững nguyên lý, thuật toán hoạt động của các sản phẩm một cách cơ bản. Vì vậy,nghiên cứu tìm hiểu nguyên lý, thuật toán hoạt động của các thành phần và của tổ hợpKCB là nền tảng quan trọng đối với nghiên cứu làm chủ công nghệ, tiến tới làm chủ thiếtkế sau này. Theo định hướng này, trong thời gian qua, Bộ Quốc phòng đã phối hợp với BộKhoa học và Công nghệ mở Đề án nghiên cứu làm chủ công nghệ chế tạo tổ hợp KCB tầmthấp để hỗ trợ ngành Công nghiệp Quốc phòng triển khai sản xuất hiệu quả. Khối logic (khối Л) là một khối chức năng của khối điện tử (KĐT), một phần sản phẩmnghiên cứu của Đề tài cấp Bộ thuộc Đề án nêu trên. Các tác giả nghiên cứu thiết kế khối Лcải tiến bằng phương pháp thiết kế “ngược”. Ban đầu, các tác giả đã nghiên cứu phân tíchđể nắm vững thiết kế, nguyên lý, thuật toán hoạt động, chỉ tiêu tham số của khối Л nguyênbản, trên cơ sở đó thiết kế thành công khối Л sử dụng FPGA đạt các yêu cầu của Điều kiệnkỹ thuật (ĐKKT) của nhà sản xuất, kiểm tra đạt trên giá thử chuyên dụng, pháp lý tại nhàmáy. Cùng với sản phẩm, các tác giả đã biên soạn bộ tài liệu thiết kế, công nghệ, thuyếtminh kỹ thuật khối Л. Với các kết quả đạt được có thể khẳng định rằng ta đã làm chủ thiếtkế và công nghệ chế tạo khối Л KĐT CCP. Trong khuôn khổ bài báo, các tác giả trình bàyquá trình “giải mã” thiết kế, xây dựng mô hình mạch điện và mô phỏng bằng công cụProteus, ISE Design để nắm vững thuật toán, hỗ trợ thiết kế khối Л.Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Kỷ niệm 55 năm Viện KHCNQS, 10 - 2015 107 Kỹ thuật điều khiển & Điện tử 2. PHÂN TÍCH KHỐI Л TRONG THIẾT KẾ NGUYÊN MẪU Sau quá trình phân tích bộ bản vẽ thiết kế [1] và khối Л thực tế (hình 1b), khảo sát tạinhà máy, các tác giả đã tổng hợp được sơ đồ khối của khối Л như trình bày trên hình 2,đồng thời xây dựng được lưu đồ thuật toán xử lý logic như trên hình 3. Rơ le ПAД Mạch đ/k rơ le 50Hz Rơ le CД ПAД và CД Rơ le 4.64s TP Xuất phát[1] C[0]И[1] Bật t/h dẫn Mạch ngắt Ngắt t/h dẫn t/h dẫn ĐK sẵn sàng t/h Sẵn sàng PПO[1] PPO[1] Mạch đ/k ...