模块化设计技术范文

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随着我国社会经济的快速发展，科学技术水平的日益提高，我国制造业发展水平也日益凸出，其中，飞机制造水平已经取得了长足的发展。飞机装配型架作为飞机制造水平的关键指标，在整个飞机研制过程中起着相当重要的作用，其设计结构决定了工装制造的周期与费用，进而影响着飞机研制的成本和周期，同时也对产品装配的准确度与协调性起着决定性作用，最终影响飞机制造的整体质量。

关键词：

飞机装配；型架设计；模块化设计

飞机装配主要是通过将产品零件结合相关的设计要求和技术指标进行组装，最终形成装配件和整机的过程，其产品尺寸、零件数量及形状复杂程度等影响着飞机的制造工作量，所以对机装配技术的提高越来越得到飞机制造商的广泛关注。由机零件制造和装配精度都有很高的要求，制造和装配过程中的难度很大，装配型架作为飞机装配必要的工艺装备，在保证飞机质量稳定性和可靠性等方面需要进行严格的要求，飞机制造质量与装配型架的设计和制造过程息息相关，而且是把握产品质量的唯一尺度，直接影响着产品制造和装配的精度，所以本文对飞机装配型架模块化设计相关技术的研究分析具有重要的现实意义[1][2]。

1传统型架的设计方法

对于传统型架的设计方法，通常可以分为设计前期准备工作、方案设计、详细设计和最终设计等四个阶段。工装设计人员还应结合以往的设计经验和具体要求对工装的强度和刚度进行校核，在保证工装功能的同时还要尽可能的节约材料，确保产品装配的协调性。对于前期准备工作，主要包括熟悉产品图纸等设计资料，了解工艺方案和装配方案，考虑是否采用标准工装和模线样板作为协调依据，以保证产品的制造精度和互换协调性。在装配型架结构方面通常采用刚性结构，每套型架只用于一个装配对象，所以飞机制造过程中装配型架的数量很多。型架上安装有多个定位器，以保证产品装配的精度和结构的稳定性。通常而言，飞机的研制周期需要占飞机研制周期的一半以上，因而，装配型架对缩短整个产品的研制周期具有重要意义[3]。在产品设计完成后，都希望飞机生产用工装能够快速投入使用，而对于型架的结构数据，又需要标准样件和模线样板协调。传统的型架设计通常在产品设计完成后才进行，采用串行的设计制造方法，大大延长了整个工装的研制周期。

2现代装配型架设计的新技术

随着科技的快速发展，市场竞争的日益激烈，各国在航空制造领域都取得了快速的发展，传统的型架设计方法在成本、质量、周期、环保、服务等方面已经无法满足市场发展的要求，设计师通过不断研究新的设计方法和工具来提高工装技术水平，减少制造周期和成本，其中，并行设计方法使得产品设计的工艺性得到了很大提高，也大大缩短了工装设计周期，智能设计系统和有限元分析使零件和组合件的设计达到了很高的精度，优化了装配型架的结构。

2.1飞机结构和工装的并行设计方法

工装和产品并行设计的一个基本思路是改变传统的工装结构，将其划分为独立于产品设计数据或只需要基本数据的标准结构和依赖于最终产品数据的专用结构两部分[4]。装配型架的标准结构部分主要有立柱、底座、辅助支撑等，标准结构尺寸相对较大，需用专用大型加工设备，制造周期长。专用部分主要有卡板、接头定位件等，专用件一般尺寸较小，设计、制造周期短，不需要专门的大型专用设备。因此，在产品设计的初期就可以进行工装标准结构件的设计与制造，当产品最终版本发放后，只需设计制造专用结构就可以进行型架装配了。

2.2装配型架的柔性设计方法

柔性装配工装是基于产品数字量尺寸协调体系的、可重组的模块化、自动化装配工装系统。提高工艺装备“柔性”的方式有三种，一是拼装型架方式，用标准化、系列化的型架元件来拼装型架，实现工装快速设计与制造；二是可卸定位件方式，即型架骨架基本不变，而分布于骨架上的定位器做成可拆卸的，当产品对象发生变化时，只需要更换定位器；三是通过数字化技术、模块化结构和自动控制技术，使工装具有快速重构调整的能力，一台工装可以用于多个产品的装配[5]。柔性工装的快速重构功能使飞机工装的设计制造等准备周期大大缩短，同时其“一架多用”的功能大幅减少工装数量及占地面积，具有很好的经济效益。

2.3装配型架的内定位装配设计方法

所谓内定位装配设计方法，指的是在刚性较好的骨架零件上预先制出坐标定位孔，装配时在装配型架中以骨架零件上的坐标定位孔按相应定位器进行定位的一种方法。装配型架结构设计可以大量采用孔定位件。在刚性好的结构件上，直接利用结构孔定位或者事先在结构件上留取工艺孔。此外，型架的整体结构可以采用多支点可调支撑形式，以便将地基的不均匀变形对装配型架精度的影响限制在局部范围内。这是一种“以动制动”的制约方式，型架结构也变得轻巧，焊接框架的截面尺寸普遍减小。另外，采用多支点可调支撑给吊装、搬运带来很大的方便。

2.4装配型架的数字化设计方法

装配型架的数字化包括数字化设计、数字化制造和数字化检测。型架的数字化设计是指在三维环境下，进行型架结构的零组件设计和数字化预装配。数字化制造是应用数字化设计的工装模型，采用数字化加工设备，对工装的关键特征型面、互换协调交点等进行加工和装配。数字化检测则是采用数字化测量设备对型架进行检验测量[6]。装配工装采用数字化设计，是依据产品外形数模和结构模型，利用设计软件在计算机上进行工装三维模型的数字化定义，应用有限元软件进行工装刚度强度校核，应用仿真软件对产品装配过程进行模拟，从而避免工装结构刚性不足或刚性过剩，消除工装结构与产品的干涉以及装配不协调问题。

2.5装配型架的模块化设计方法

型架的模块化设计是基于工装设计的各种数据库的建立和完善，包括标准件库，工艺数据库，工装典型结构库，参数化模型等。模块化设计对提高工装设计效率是一条简单而有效的途径。此外，针对所使用的设计软件开发辅助设计工具，将设计师从繁琐的操作和重复劳动中解放出来，对提高设计效率也是非常有效的。在数据库的开发过程中，应充分考虑目前工装设计的主流平台，使不同的系统能够互相无缝连接。

参考文献:

[1]李庆利.飞机装配型架快速设计技术研究与实现[D].南京:南京航空航天大学,2012.

[2]刘平,魏莹,邱燕平.现代飞机装配型架设计新技术[J].洪都科技,2007(3):17-21.

[3]邹仁珍.飞机装配型架设计约束求解技术研究与实现[D].南京:南京航空航天大学,2009.

[4]丛培源.数字化测量技术在型架装配中的应用研究[D].杭州:浙江大学,2015.

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中图分类号：G72 文献标识码：A

一、课程模块化设计的特点

（一）课程模块须做到相关性、系统性和递进性

课程模块须做到相关性、系统性和递进性，这是专业技术人员继续教育课程模块总体框架搭建的基本原则。相关性指所有模块安排均与岗位职能相关。系统性是指课程模块总体应体现履行全部岗位职能所需要的专业能力和素质的综合。递进性是指课程模块层级随气候预测培训子目标的层级性而呈现层级展开。

（二）课程模块设置应突出实践性和实用性

课程模块设置应突出实践性和实用性。不以学科为中心来组织教学内容，不强调知识的系统性、完整性，而是从业务实际需要出发来组织培训课程内容，强调能力本位和知识的必需和够用。气候预测岗位工作实务性强，在教育培训中解决部分实践性问题显得尤为必要。

（三）课程模块应具搭配性和可更新性

为了能够最大程度地实现实践环节子目标，实践子模块与理论子模块的配套性相当重要。这是在课程模块总体框架搭建之后，子模块安排的基本原则。子模块之间相对独立，子模块的子目标也相对独立，但具有巧妙的内在联系。每个子模块代表一项知识、技能，同一个一级模块下，子模块的选择代表了技能或专业知识的搭配。因此，模块的不同选择可以代表不同层次的气候预测业务能力需求。课程模块也应具有可更新性，以适应不断发展的业务需求。

二、课程模块化设置的优势

（一）课程模块化能够将理论和实践有机结合起来

目前，在学历教育中，高校对短期气候预测这门课程设置的学时安排跨度较长，学生学完课程不能及时应用到工作中，这也说明了短期气候预测课程的学历教育教学效率不高，呈现出一种隐性的教育资源浪费。然而，毕业生在进入工作岗位时，对要做些什么、如何做等都有个重新学习和认识的过程。本研究正是基于这一考虑而探讨课程模块化设置，认为课程模块化对于人才能力的培养是注重实践性的，加大了实践性和感性认识，避免了以往重理论轻实践，理论和实践脱节的状况。

（二）课程结构模块化能够体现核心课程理念

一方面，课程模块化的设置体现了核心课程的理念，它不但能及时体现新知识、新技术和新方法，大大增强培训内容的适用性，而且能在一定程度上适应不同学习基础、发展需求各异的学员的需要。另一方面，由于培训内容取舍的依据是岗位的实际需求，因此绝大多数模块都以某一知识或技能的形成为主线，把专业知识和专业技能有机地融合为一个整体。每个模块几乎都是以问题为中心进行综合化的典范。

（三）课程模块化能够与岗位层次衔接起来

模块化思想起源于工业生产，目的在于简化设计和制造工作，缩短产品和设备研制时间。培训课程模块化设置能提升学习效率，加快专业人员岗位适应和胜任速度；对于已从事业务工作一段时间的人员来说，培训课程模块化设置能够有效节约培训时间，做到有的放矢；对于已处于专业技术高级岗位的业务人员来说，通过对新技术、新方法及专题研讨的培训课程模块的学习，能够有效提高专业素养和业务水平。

三、课程模块化设置方法

（一）设置原则

专业技术人员继续教育应该对不同层次的业务人员分别进行岗位胜任能力和专业技能的描述。事实上，各岗位层次间的能力、技能必然按层次呈现出递进关系，而这一关系将为课程模块化与岗位层次的衔接奠定基础并搭建框架。

对于新上岗的业务人员来说，课程的模块化设置强调拓宽知识面，增强综合分析能力，以够用、实践为主；对于已工作一段时间，需参加岗位培训的业务人员来说，课程的模块化设置强调培训有效完成工作任务所必需的知识和技能方面的内容；对于已处于气候预测高级岗位的业务人员来说，需要强调对新理论、新方法以及专题研讨方面的培训。

（二）设置结构

根据不同岗位层次培养目标和专业发展需求，可将课程分成基础理论、技术方法、专题研讨和学科前沿信息三类模块。基础理论模块是对所有与课程理论有关的内容进行选择压缩，设置最基础、最主要、最实用的内容，同时应强调理论讲解与个例分析紧密结合，剩余其他有关理论内容可以留给学员自学。该模块也是短期气候预测研究领域的坚固基石。技术方法模块是基于基础理论模块，应成为学历后专业技术培训的重点模块，是体现核心培训课程理念的模块，强调通过实践性教学环节，进而待学员在培训结束之后将培训所学应用到本地化工作当中，做到学以致用，真正对短期气候预测从业人员的工作能力有所提高。专题研讨和学科前沿信息模块是基于基础理论和技术方法模块，通过对气候预测专题的研讨以及对短期气候预测学科前沿的最新信息的介绍，让学员领悟渗透在这些信息中的研究方法和思维方式。目的不是介绍理论知识，而是培养学员的创新意识和创新精神。

四、课程模块的分类

（一）基础理论模块

基础理论模块是最基础、最主要、最实用的课程内容，以短期气候预测课程为例，它包括气候系统及其变化和预测、大气环流基本状况、大气低频变化及遥相关、海气相互作用和陆面过程对气候的影响5个子模块（详见图1）。其中，气候系统及其变化和预测子模块最基础的理论模块内容，大气环流基本状况、大气低频变化及遥相关、海气相互作用和陆面过程对气候的影响4个子模块是短期气候气候预测最主要、最实用的理论模块内容。

（二）技术方法模块

技术方法模块是体现核心培训课程理念的模块，以短期气候预测课程为例，主要梳理了目前短期气候预测业务中常用的短期气候预测技术方法和国内外常用的气候预测业务质量评估方法，该模块包括物理统计预测方法、气候动力数值模式预测方法、动力与统计相结合预测技术和气候预测业务质量评估方法这4个子模块（详见图2）。

（三）专题研讨和学科前沿信息模块

专题研讨和学科前沿信息模块的目的是为培养学员的创新意识和创新精神。以短期气候预测课程为例，专题研讨和学科前沿信息模块包括专题气候预测研讨和短期气候预测学科前沿信息两个子模块。专题气候预测研讨子模块包括气温、降水、ENSO、台风数量、冷空气频次、沙尘频数、农业生产条件等短期气候预测专题。短期气候预测学科前沿信息子模块主要介绍短期气候预测学科前沿的最新信息。

五、结语

本文对课程模块化的研究，还停留在概念层面，深层次的研究成果还需在专业技术人员继续教育的实践中继续研究。另一方面，短期气候预测目前仍面临很多科学难题，传统的气候预测理论和方法需要及时更新认识和应用，因此对短期气候预测培训课程模块的设置也应及时做出适当调整，这对丰富和发展气候预测培训教学研究和实践也具有十分重要的作用。

参考文献

[1]张宇.“模块化”与“能力本位”：国外职教课程的早期印象及其影响[J].职教通讯，2011（11）.

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1 课程群提出的背景

总书记在十七大报告中将发展教育作为推进以改善民生为重点的社会建设的第一条提出，不仅体现了党和政府对教育工作的重视，同时赋予了教育以改善民生的重任。十七大上明确提出职业教育是我们国家经济和社会发展的重要基础，同时也是教育工作的战略重点之一。因此，从十七大报告中可以看出党和政府对职业教育的重视度越来越高，办好职业教育成为从事职业教育研究的重要课题。

对五年制高职教育进行准确定位，这是一个根本问题，也是准确把握高职教学特点的前提和基础。高职教育是以培养技术应用性人才为主要目标的高等教育，就目前而言，主要是指培养高技能人才的专科教育。高职教育强调知识的够用性，够用性主要体现在五个方面：一是基本的科学文化知识必须具备；二是专业基础知识必须够用；三是基本的专业技能和操作能力必须掌握；四是适应岗位变化的基本素质和应变能力必须培养和初步具备；五是在工作中应具有的创新精神、开拓意识和创业能力必须强化。

高职教育强调知识的实用性和针对性，要求必须根据就业需要去有的放矢地选择教学内容，恰当处理好近期的就业“必需够用”和将来的发展“迁移可用”的关系，科学构建针对性强、能培养高等实用性人才的课程结构。具体说来要考虑以下几点：一是必须针对培养高技能人才的教学目标设计教学内容，切实做到“必需够用”；二是要根据就业岗位的多样性，灵活地有针对性地教授和学习不同岗位需要的技能，做到对准岗位设课程，实现“按需施教”；三是注重课程设置的“模块化”，做到“基础知识模块、通用技能模块、具体岗位所需技能模块”三者有机结合；四是努力做到教学内容尽可能与学生的个性相适应，实行弹性课程组合。

传统教学以课程为本，课程之间界限分明，知识相对封闭。五年制高职学生囿于个人的理解和认知能力，课程之间的关系、技能之间的关联应由教师理顺贯通，从而把各门课程的知识和技能融合成一个面向技能应用的知识空间。但是，因为教材、教师、学生自身都具有相当的特殊性，并存在一些不可调和的因素，如教师素质、教材难度等，所以教学目标很难实现，很难适应五年制高职教育够用性、实用性和针对性的要求，当前必须对课程进行整合和模块化。

2 五年制高职应用电子技术专业课程设置模块化的优势

电子技术作为信息时代的一个重要的基本技术已广泛应用于各行各业，应用电子技术专业毕业生可就业的岗位也分布在各行各业。因此，应用电子技术是一个有多个专业方向的专业。

由于学生毕业就业具有不确定性，在课程设置上很难合理，往往什么都学，什么都学不好。如果针对多个专业方向设置模块化课程，而模块化课程间是并列关系，学生就可根据市场需要和个人爱好选学不同模块。这样便可达到够用、实用和具有针对性的要求。因此，五年制高职应用电子专业课程设置模块化具有传统课程设置不可比拟的优势。

3 课程群模块的设置

职业教育强调就业，职业教育要面向具体的职业岗位或岗位群进行教育。因此，我们根据职业教育的特点将五年制高职应用电子技术专业课程分为基本素质课程群、职业岗位公共知识课程群和职业岗位课程群三类模块，其中职业岗位课程群模块又分为家用电器、计算机、智能化仪器仪表、通信和自动控制五个子模块。

应用电子技术涉及的行业比较多，我们针对任何一个行业的某一个岗位有针对性地设置课程模块都是不科学的，一方面满足就业岗位多样性要针对多个岗位设置课程模块，各课程模块间必然有重复的内容（但不是所有模块都需要的内容）；另一方面这样设置的模块学生最多选择2―3个，针对性太强的几个岗位不利于学生今后就业，也不利于学生今后的发展。因此，职业岗位模块要对准一个岗位群。

通过对市场调研发现，应用电子技术专业主要集中在家用电器、计算机、智能化仪器仪表、通信和自动控制等行业就业。在家用电器、计算机、智能化仪器仪表、通信和自动控制等行业中，每个行业都有多个应用电子专业就业的岗位，因此学生选择一个职业岗位模块就可满足就业岗位的多样性和学习内容具有针对性的要求。同时家用电器、计算机、智能化仪器仪表、通信和自动控制五个岗位群可以说是应用电子的五个专业方向，每个岗位群涉及的课程群不存在重复的课程或内容。因此，我们将职业岗位模块分为家用电器、计算机、智能化仪器仪表、通信和自动控制五个子模块。

4 三类模块的课程设置

4.1基本素质模块

该模块是针对职业岗位群的需要，注重人文素质的课程模块，即文化类和工具类课程组所涉及的课程，主要是培养学生的文化素质，满足生活需要，为学生接受终身教育奠定基础。这类课程教学的主要能力目标是以一般能力培养为主，兼顾电子专业高技工职业能力的培养。该模块主要包括语文、数学、英语、物理、体育、政治、计算机应用基础等课程。

4.2职业岗位公共知识模块

职业岗位公共知识课程模块是本专业的核心课程，是应用电子专业毕业生今后的就业岗位都能用到的专业知识。主要包括电工基础、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子线路、单片机原理与应用、电子仪表与测量、C51语言、EDA技术等课程。

4.3职业岗位知识模块

职业岗位知识模块是课程模块化的关键和重要体现。该模块的每个子模块都能满足一个岗位群就业的需要，各个模块安排的课时一样，可集中在一个学期进行一个子模块的学习。

4.3.1家用电器子模块

家用电器模块是在职业岗位公共知识模块基础上开设的面向家用电器行业各岗位就业的职业岗位子模块。通过该子模块课程群的学习，学生应具备在家用电器行业的安装、调试、检验、运行、维修、销售、管理及家用电器新产品的设计与开发等岗位上就业的能力。通过对该模块包括的职业岗位技能强化训练，应在无线电装接工、无线电调试工、家用电子产品维修工、家用电器维修工、制冷设备安装维修工等工种中的1―2个工种上达到中级工以上的技能水平。

该子模块主要包括音响设备原理与维修、电视机原理与维修、家用电器原理与维修、技能鉴定强化训练等课程，总学时为600学时。

4.3.2计算机应用子模块

计算机应用模块是在职业岗位公共知识模块基础上开设的面向计算机应用行业各岗位就业的职业岗位子模块。通过该子模块课程群的学习，学生应具备在计算机行业的组装、调试、检验、运行、维修、销售、管理及新产品的设计与开发等岗位上就业的能力。通过对该模块包括的职业岗位技能强化训练，应在计算机调试工、网络管理员等工种中的1―2个工种上达到中级工以上的技能水平。

该子模块包括计算机组装与维护、局域网组成与实践、网络设备安装与调试、常用工具软件的使用、技能鉴定强化训练等课程，总学时为600学时。

4.3.3智能化仪器仪表子模块

智能化仪器仪表子模块是在职业岗位公共知识模块基础上开设的面向智能化仪器仪表行业各岗位就业的职业岗位子模块。通过该子模块课程群的学习，学生应具备在智能仪器仪表的安装、调试、检验、运行、维修、销售、管理及新产品的设计与开发等岗位上就业的能力。通过对该模块包括的职业岗位技能强化训练，应在电子CAD绘图员、电子仪器仪表装配工、电子仪器仪表调试工等工种中的1―2个工种上达到中级工以上的技能水平。

该子模块包括传感器原理与应用、VB、智能仪器、技能鉴定强化训练等课程，总学时为600学时。

4.3.4通信技术子模块

通信技术子模块是在职业岗位公共知识模块基础上开设的面向通信行业各岗位就业的职业岗位子模块。通过该子模块课程群的学习，学生应具备在通信行业中从事通信设备和线路的安装、调试和维修的能力，初步具备新产品的设计与开发的能力。通过对该模块包括的职业岗位技能强化训练，应在通信设备维修工、程控交换机调试工等工种中的1―2个工种上达到中级工以上的技能水平。

该子模块包括数字通信原理、程控交换技术、通信终端设备原理与维修、技能鉴定强化训练等课程，总学时为600学时。

4.3.5自动控制子模块

自动控制子模块是在职业岗位公共知识模块基础上开设的面向工业自动控制各岗位就业的职业岗位子模块。通过该子模块课程群的学习，学生应具备在工业自动控制行业中从事工业自动控制设备和系统的安装、调试、维修和维护的能力，初步具备工业自动控制设备和系统的改造与设计的能力。通过对该模块包括的职业岗位技能强化训练，应在维修电工、PLC工程师、自动化控制仪表安装工等工种中的1―2个工种上达到中级工以上的技能水平。

该子模块包括电机与自动控制、工业检测与转换技术PLC、技能鉴定强化训练等课程，总学时为600学时。

职业岗位知识模块包括的五个子模块包含的课程都是在理论上有一定的深度，而实践性又比较强的课程，学习中要重点突出应用，特别是在创新设计中的应用。具体实施时应结合项目进行教学，积极创造条件，开展演示教学、现场教学和一体化教学，教学中应和相关工种的国家职业技能鉴定中级工考核知识、技能要求一致，具体实施时可安排一定的课程设计。设置100学时左右的课时进行1―2工种的技能鉴定强化训练，并完成相应工种的鉴定。具体鉴定工种可由学生根据各自的兴趣和志向进行选择。

职业岗位知识模块包括的五个子模块在具体实施时由于模块间是一种并列关系，所以可以任意选择、任意组合，开设顺序不受限制。每个模块都是集中在一个学期完成，每个子模块中包括的课程可以同时开设，也可分开开设，在教学实施中具有一定的灵活性。

结束语

合理规划课程群使课程群之间具有较好的独立性，当某一课程群因技术发展需要调整内容时，不会影响其它模块。模块化的课程群规划使学生的能力素质有了一一对应的教学保证，使负责具体模块的教师有了明确的责任和目标要求，模块化课程群是搞好高职教育、培养出合格人才的关键。

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1.1接口模块

1.1.1串行LVDS接口串行LVDS接口模块采用美国TI公司的10位LVDS解串器SN65LV1224B作为接收芯片，串行LVDS数据经过解串器后输出10位并行数据．系统上电时，将解串器与发送芯片建立同步，保证数据传输的可靠性．隔离芯片选择ADI公司iCoupler?技术的微功耗四通道数字隔离器AD－UM3440，无需外部驱动器和其他分立器件，提供低脉宽失真和严格的通道与通道之间的匹配．串行LVDS接口模块框图如图2所示。

1.1.2并行LVDS接口并行LVDS接口接收16位并行LVDS信号、1位时钟信号CLK和1位写使能控制信号，接收芯片采用NationalSemiconductor公司生产的DS90LV048A，支持四通道信号传输，具有高速的传输率和超低的功耗，选择4片DS90LV048A作为并行数据传输，1片DS90LV048A作为接收控制信号．隔离芯片选择ADUM3440，满足传输速率要求．当接收芯片检测到写使能的高电平信号时启动数据传输，接收有效数据．并行LVDS接口模块框图如图3所示。

1.1.3RS422与模拟量接口RS422接口采用AM26LS32作为差分线路接收器，实现RS422数据传输；模拟量接口进行模拟量采样时首先经信号调理电路对信号进行处理，然后送入模拟开关，再经过A／D转化和数字隔离实现模拟量采集．RS422与模拟量接口模块框图如图4所示．

1.2存储模块

根据存储容量和存储速度要求，存储模块分为小容量存储和大容量存储两部分，小容量存储模块采用流水线操作即可满足要求，大容量存储模块采取流水线操作和并行扩展技术分别从横向和纵向实现存储要求［10］．NANDFlash选用SAMSUNG公司的K9WBG08U1M，单片存储容量为4GB，1页容量为4KB，内部由2片2GB的Flash芯片叠装组成，通过片选信号CE1和CE2分别选通，读、写操作以页为单位．写操作包括加载和编程两步，单片K9WBG08U1M写满1页所需加载时间为102．5μs，最大编程时间为700μs．

1.2.1小容量存储模块小容量存储单元采用2片K9WBG08U1M搭建流水线，减少对编程时间的等待．一组流水线进行4次加载操作，后面3片的加载时间为307．5μs，小于最大编程时间700μs，因此所需的总时间为102．5＋700＝802．5μs．一组8GB流水线的存储速率为16kB÷802．5μs＝163MB／s，满足存储速度和容量要求．小容量存储模块框图如图5所示。

1.2.2大容量存储模块大容量存储单元采用16片K9WBG08U1M搭建4×4存储阵列，存储容量达到4×4×4＝64GB．采用流水线技术，最大限度提高Flash芯片的存储速度，每组16GB存储单元的最快存储速率为40MB／s，4组Flash并行操作速率理论上可达到160MB／s，满足指标要求．在FPGA内部建立FIFO模块实现数据缓存与位数转换．横向进行位扩展的4片Flash拥有相同的片选信号和不同的数据通道，扩展为32位数据线；纵向进行流水线操作的4片Flash拥有不同的片选信号和相同的数据通道．大容量存储模块框图如图6所示。

2系统测试与分析

2.1模块化测试与分析系统工作时，首先确认上位机与下位机接口连接无误，然后上位机发送启动命令，进行初始化操作．初始化结束后基板发送信号进行检测，工作时基板作为中央逻辑控制单元控制各个模块，记录系统采用模块化设计，接口模块由存储板上的FPGA控制启动接收数据，并进行存储，事后回读分析．RS422和模拟量的回读数据分别如图7和图8所示．模块化的管理方法，能够满足记录系统的存储要求，实现各通道的实时存储．

2.2柔性化测试与分析系统设计接口扩展插槽和存储扩展插槽，可根据需求插入接口板，将扩展的接口模块经内部转换设计为与已知接口模块具有相同控制信号的模块，插入对应存储板实现扩展功能．如图9所示为某次试验对温度数据的记录，验证了系统的可扩展性．柔性化的构建，有利记录更多通道的数据，体现了记录系统的灵活性，使用便捷．

2.3现场试验测试与分析某次飞行试验中，对系统功能进行检验测试，事后进行回读分析，经上位机软件回读后的数据如图10所示．经过多次现场试验验证，将系统实测数据分析对比，验证了记录系统具有较高的可靠性．