随着航天技术的不断发展,航天产品的复杂程度和现代化程度不断提高,使其日益依赖于试验和测试手段。计算机网络技术和分布式处理技术的发展,为研究先进的实时分布式机载试飞测试系统提供了良好的条件。机载试飞测试系统有别于其它测试系统,通常采用分布式的构架,而且对系统总线的要求相当苛刻,它不仅要求总线上的数据传输有实时性,而且对带宽的要求也比较高。因此国内外的不少试飞测试系统都是采用专用的总线,这些专用的总线,技术保密、没有采用通用的传输介质,给用户的功能扩展及系统集成带来麻烦。以太网是时下比较流行和实用的数据传输方式,虽然它具有数据传输冲突的问题,但可以通过分时传输机制来解决。解决了数据传输冲突的以太网完全可以胜任飞机试飞测试,而且以太网技术比较成熟、速度快、成本低廉、通用性强,为试飞测试系统的发展提供了良好的支持。本课题研究的分布式试飞测试总线系统就是基于以太网设计的。本课题综合飞机试飞的实际要求,以以太网技术、分布式技术、时钟同步技术、总线技术和FPGA技术为基础,提出了一种分布式试飞测试总线系统的构架方案,完成通用硬件平台设计及其功能实现。本论文重点解决通用的FPGA硬件平台的构架、内外总线的定义与设计、数据采集与PCM输出以及时钟同步的设计等问题。论文主要包括以下几个方面:①在深入研究现有的试飞系统的基础上,参照先进的KAM-500试飞系统,提出了一种分布式试飞测试总线系统的体系结构,分析了其硬件系统的构成,完成了系统控制板卡、功能模拟板卡和内总线底板的硬件电路板设计,实现了小型化的试飞测试总线系统的硬件平台。②研究现有测试总线结构的基础上,利用以太网设计外总线,实现采集单元的同步控制与数据传输,并采用分时传输机制,避免数据传输冲突;利用现场总线思想设计内总线,实现采集单元内数据传输,内总线设计用硬件模块实现,使数据传输达到更高实时性和更小的抖动。这样的总线结构大大提高了系统的可扩展性。③系统控制板卡在SOPC系统下,实现本地数据与其它采集单元的数据交换和数据传输的分时控制,并以自定义逻辑的方式实现内总线数据的传输与控制;PCM板卡和AD板卡以硬件功能模块实现数据的采集和输出。④时钟同步也是试飞系统的关键技术,以往的试飞系统都采用IEEE1588标准实现时钟同步,虽然它能达到很好的同步,但它实现比较复杂,特别是在没有操作系统的情况下。本系统的时钟同步在SOPC系统下实现,采用IEEE1588标准的思想,对其进行裁减和改良,使其实现简单。最后对本论文研究的分布式试飞测试总线系统进行了测试。测试结果表明:本文所设计的试飞系统的构架灵活合理;系统硬件合理,通用性强;外总线通信分时控制以及内总线通信的FPGA实现使数据传输更稳定可靠;时钟同步算法精度高,满足系统实时性要求。该系统现已在飞机试飞测试中试用,并取得了很好的效果。