基于芯片的离散量接口设计知识介绍

基于芯片的离散量接口设计知识介绍

随着航空电子技术的发展，如何提高产品的可靠性，减小系统的重量、体积、功耗等，已成为硬件设计的一种趋势。传统的离散量处理方案采用分立器件搭建，面积体积及重量较大，可靠性较低，BIT占用硬件资源较多，已不能满足系统小型化、高可靠性的要求，因此本论文提出了一种基于HKA03201芯片的离散量接口解决方案。

1.传统离散量接口

传统离散量信号的处理方案主要由FPGA、采样电路、BIT电路构成。该方案采用光耦或比较器完成离散量信号的转换，通过无源RC电路进行信号滤波，继电器注入测试量，采用可编程器件FPGA构建控制和主机接口。32路采样电路包含光隔8个，比较器8个，电阻电容各96个，闪电防护器件32个，继电器8个，总元件数大于150个，电路板面积为200 mm×200 mm。该方案存在以下缺点：

(1)由于使用无源滤波电路、高压保护管以及光隔比较器用于抗浪涌、闪电防护以及转换接收，器件种类和数量繁多，导致系统方案体积大、重量大、功耗高、可靠性差，且分立器件构成的板级电路使用方法固定、模式单一、灵活性差;

(2)受分立元件特性限制，离散量信号处理速率、转换可靠性及延时控制等关键性能指标无法满足高可靠、高性能离散量转换处理的发展需求;

(3)由于器件种类多、渠道分散，质量难以有效控制;同时，高性能核心器件不易采购，自主保障困难;

(4)离散量信号处理时，需要系统软硬件配合，占用大量的系统资源。

2.新离散量解决方案

新解决方案采用HKA03201芯片设计。HKA03201-QB-B/L是一款高度集成的离散量信号转换处理电路，用于各行业中开关离散信号的转换，电路集成32路离散量处理通道，支持28 V/开、28 V/地和地/开三种离散量输入形式，提供全面的芯片自检、灵活错误监测和数据校验等功能。芯片提供条件中断模式和自扫描方式，支持多片级连方式，并提供AirBus ABD0100H兼容性以及离散量输入端口1 mA干/湿电流解决方案。

被采集的离散量信号通过滤波并采取过压保护后，经过分压限幅送入离散量芯片HKA03201，通过芯片处理后由局部总线、SPI或串行总线将转换后的信息发送到主机处理模块。