La scheda 256IO è parte di un assieme compatto denominato TILE ed indicato in figura seguente. La scheda costituisce l’ultimo strato in basso; i rimanenti strati sono composti da componentistica RF ed antenne planari.
Le funzioni della scheda digitale sono:
- Gestione di un’interfaccia seriale verso il computer di bordo
- Gestione dei comandi e tensioni dei moduli RF
- Gestione dei sensori locali del TILE
1 Gestione di un’interfaccia seriale verso il computer di bordo
La scheda è collegata al computer di bordo tramite link seriale RS485. Per questo progetto la comunicazione seriale è punto-punto di tipo master/slave, dove la scheda è slave, ma si richiede che la connessione sia compatibile con configurazione multidrop (gestione dello stato “alta impedenza”) per espandibilità su più utenze.
Prevede la gestione dei seguenti messaggi:
Messaggi di input:
- Config:
la scheda riceve questo messaggio una sola volta dopo l’accensione. Questo
messaggio porta alcuni parametri di configurazione:
- Gestione del sync (interno o esterno)
- TBD
A questo messaggio la scheda risponde col messaggio ACK
- SetState: la scheda riceve i comandi da impostare sui moduli RF. Ad esso risponde con messaggio ACK. In condizioni operative nominali la scheda riceve un messaggio SetState ogni circa 500ms. Per future applicazioni si richiede che si possano gestire un rate superiore (fino a 50ms TBC).
- StateRequest:
la scheda riceve la richiesta di informazione dei sensori del TILE. Il
messaggio è uTILE nel caso il controller esterno non abbia necessità di
impostare i comandi dei moduli (messaggio SetState), ma abbia necessità delle
informazioni dei sensori del TILE.
A questo messaggio la scheda risponde col messaggio ACK
Messaggi di output:
- ACK:
il messaggio ha due funzioni:
- Avviso di ricezione del messaggio di input
- Il messaggio contiene le informazioni dei sensori del TILE (12 termistori o termoresistenze)
Poiché la scheda deve funzionare, in una configurazione futura, anche in rete con schede uguali, è necessario che essa disponga di una configurazione hardware che ne fissi l’ID univoco all’interno della rete. Questa configurazione può essere realizzata attraverso l’utilizzo di jumpers, di resistenze da montarsi BOM/no-BOM o con soluzioni simili.
2 Gestione dei comandi e tensioni dei moduli RF
I moduli RF che la scheda pilota sono costituiti da 64 Phase shifter, ognuno viene pilotato con 4 bit, per un totale di 256 bit (segnali 0-5V). I segnali di comando verso moduli RF vengono impostati con un meccanismo a due steps:
- La scheda riceve il comando SetState e lo decodifica
- La scheda riceve uno strobe sulla linea sync (tipo di segnale da concordare) e quindi pone i comandi dei moduli RF in uscita. È richiesto che la scheda possa funzionare anche in modalità tale da autogenerare il sync all’arrivo del messaggio SetState (o, in altre parole, a inviare ai moduli i comandi senza condizionamento del sync)
Lo scopo del meccanismo del sync è di garantire che, nel caso siano presenti più TILEs, i comandi dei TILEs vengano attuati contemporaneamente.
La scheda fornisce anche le tensioni di alimentazione dei Phase Shifter ricevendola dall’esterno. La tensione è +5VDC e non necessita di alcuna regolazione interna alla scheda.
3 Gestione dei sensori locali del TILE
La scheda gestisce l’interfaccia con 12 sensori di temperatura (termistori o termoresistenze) posizionati all’interno del TILE. La scheda deve procedere ogni 2 sec (TBC) alla lettura del dato di ogni sensore, alla sua digitalizzazione ed alla memorizzazione. Il dato deve essere fornito all’interno del messaggio ACK sopra descritto.
4 Interfacce
- 1 connettore di ingresso per la seriale, il sync e le alimentazioni situato sulla
parte posteriore della scheda
Tipo: Molex 9 pin o equivalente - 1 connettore (o più connettori per esigenze di
spazio) situato sulla parte anteriore della scheda per
- segnali di comando Phase Shifter: 256 segnali 0-5V
- alimentazione Phase Shifter: 16 tensioni +5VDC)
- ingresso sensori: 12 termistori/termoresistenze
In verticale a plug sugli elementi superiori del TILE.
Questi connettori si interfacceranno con connettori equivalenti situati sulla parte posteriore di una scheda di interfaccia di dimensioni identiche, la quale presenterà sulla parte anteriore i fori/piazzole per poter saldare i conduttori che porteranno i segnali/alimentazioni verso i Phase Shifter. Questa scheda è parte integrante dalla fornitura insieme con la scheda digitale qui specificata.
5 Vincoli meccanici ed ambientali
Il layout della scheda digitale e della scheda di interfaccia è indicato in figura (dimensioni: mm).
I componenti selezionati sono in range esteso (es. -40 – +85°) per un utilizzo in ambiente avionico.
