JP5215322B2 - スケーラブルな電子機器アーキテクチャ - Google Patents
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Description
本発明は、電気および電子の回路およびシステムに関する。より詳細には、本発明は、ミサイルの誘導および制御のために使用される、電気および電子の回路およびシステムに関する。
核弾道ミサイルによってもたらされる脅威は、飛行中の弾道ミサイルを破壊することができる迎撃ミサイルに対する関心を促している。飛行中の初期に弾道ミサイルを破壊するために、迎撃ミサイルは、長距離能力を有していなければならない。現在、長距離能力は、多段式ミサイル迎撃設計を必要とする。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
〔1〕多段式ミサイルシステム(10)において、
隣接の段に物理的に結合され、隣接の段から物理的に切り離されるように適合されている複数の段(20、30、40、50)と、
各段を制御する、単一の段(50)上に配置されたプロセッサ(52)とにより特徴付けられる多段式ミサイルシステム(10)。
〔2〕前記プロセッサ(52)はさらに、前記各段上の電子回路に前記プロセッサ(52)を結合するシリアルバスインターフェース(80)を含む上記〔1〕記載の発明。
〔3〕前記インターフェース(80)は、IEEE1394bインターフェースである上記〔2〕記載の発明。
〔4〕前記インターフェース(80)は、物理層インターフェースを含む上記〔3〕記載の発明。
〔5〕前記インターフェース(80)は、リンク層インターフェースを含む上記〔4〕記載の発明。
〔6〕前記プロセッサ(52)は、前記段に対して誘導機能を実行するように適合されている上記〔1〕記載の発明。
〔7〕前記プロセッサ(52)は、前記段に対してナビゲーション機能を実行するように適合されている上記〔1〕記載の発明。
〔8〕前記プロセッサ(52)は、前記段に対して制御機能を実行するように適合されている上記〔1〕記載の発明。
〔9〕前記プロセッサ(52)は、フィールドプログラム可能ゲートアレイ(110)を含む上記〔1〕記載の発明。
Claims (9)
- 多段式ミサイルの最終段上に配置されるように構成されているデジタルインターフェースユニット(DIU)において、
前記DIUは、
複数のプロセッサを相互に接続し、複数のプロセッサの接続を切るために、複数のポート、インターフェース、およびインターフェース論理回路を有するゲートアレイと、
前記ゲートアレイに結合された第1のプロセッサと、
前記ゲートアレイを介して、前記第1のプロセッサに結合された第2のプロセッサとを具備し、
前記DIUは、前記段の間のデイジーチェーン相互接続を提供するシリアルバスインターフェースによって、前記多段式ミサイルの段のそれぞれに対して誘導機能およびナビゲーション機能を実行し、前記段のうちのいくつかに対してだけ制御機能を実行するように構成されており、
前記プロセッサのうちの少なくとも1つは、前記段の前記誘導機能およびナビゲーション機能を実行するための段制御命令により構成されている誘導プロセッサであり、
前記ゲートアレイは、現在制御されている段に対する前記段制御命令により前記誘導プロセッサを構成するフィールドプログラム可能ゲートアレイ(FPGA)であり、
前記誘導プロセッサは、前記現在制御されている段の分離に先立って、前記現在制御されている段に対して段制御命令を実行するように構成されており、
前記DIUは、前記誘導プロセッサに対して、段の分離を命令し、段が去ったことを示す信号を提供するように構成されており、
前記段制御命令は、前記段が去ったことを示す信号の存在をチェックし、それに応答して、前記FPGAに、次の段を制御するための段制御命令により前記誘導プロセッサを構成させるように構成されており、
前記最終段は、第4段であり、前記多段式ミサイルは、第1段、第2段および第3段を含み、
前記第4段は、ペイロードを含み、
前記第3段は、前記シリアルバスインターフェース通して前記DIUから、誘導、ナビゲーション、および自動操縦、の命令を受け取り、それに応答してスラストベクターおよび姿勢制御の信号を提供する、第3段の制御装置を含む、デジタルインターフェースユニット(DIU)。 - 隣接の段に物理的に結合され、隣接の段から物理的に切り離されるように適合されている複数の段を具備する多段式ミサイルにおいて、
前記ミサイルは、
最終段上に配置され、前記段のそれぞれに対して誘導機能およびナビゲーション機能を実行し、前記段のうちのいくつかに対してだけ制御機能を実行するように構成されているデジタルインターフェースユニット(DIU)と、
前記各段上の電子回路に前記DIUを結合し、前記段の間にデイジーチェーン相互接続を提供するシリアルバスインターフェースとを具備し、
前記DIUは、
前記段の前記誘導機能およびナビゲーション機能を実行するための段制御命令により構成されている誘導プロセッサと、
現在制御されている段に対する前記段制御命令により前記誘導プロセッサを構成するフィールドプログラム可能ゲートアレイ(FPGA)と、
前記シリアルバスインターフェースを制御するように構成されているバス制御装置とを含み、
前記誘導プロセッサは、前記現在制御されている段の分離に先立って、前記現在制御されている段に対して段制御命令を実行するように構成されており、
前記最終段は、第4段であり、前記多段式ミサイルは、第1段、第2段および第3段を含み、
前記第4段は、ペイロードを含み、
前記第3段は、前記シリアルバスインターフェース通して前記DIUから、誘導、ナビゲーション、および自動操縦、の命令を受け取り、それに応答してスラストベクターおよび姿勢制御の信号を提供する、第3段の制御装置を含む、多段式ミサイル。 - 前記DIUは、前記誘導プロセッサに対して、段の分離を命令し、段が去ったことを示す信号を提供するように構成されており、
前記段制御命令は、前記段が去ったことを示す信号の存在をチェックし、それに応答して、前記FPGAに、次の段を制御するための段制御命令により前記誘導プロセッサを構成させるように構成されている、請求項2記載の多段式ミサイル。 - 前記第3段の制御装置は、電気的に作動される爆発デバイス、電力調整ユニット(PCU)、および入力/出力(I/O)インターフェースに結合されており、前記I/Oインターフェースは、搭載されているGPS受信機からビークルの位置データを受け取り、前記シリアルバスインターフェースを介して前記DIUと通信し、前記I/Oインターフェースおよびシリアルバスインターフェースは、GPS、誘導、姿勢制御、および他の段に関連したデータが前記DIUに送られることを可能にし、前記DIUが前記電気爆発デバイスを作動させることにより前記第3段の放出をトリガすることを可能にするように構成されている請求項3記載の多段式ミサイル。
- 前記第2段は、前記シリアルバスインターフェースによって前記DIUに結合されている第2段の電子機器パッケージを含み、前記第2段は、IMUと、前記第2段の機械の分離のための、第2段直線型装薬(LSC)と、前記シリアルバスによって前記DIUに送られる遠隔測定およびIMUデータを収集して、前記DIUが前記第2段の放出をトリガすることを可能にするI/O制御装置とを含む請求項4記載の多段式ミサイル。
- 前記第1段は、第1段の電子機器パッケージを含み、前記第1段の電子機器パッケージは、スラストベクター制御装置(TVC)と、TVC駆動装置と、分離兵器と、前記第1段の機械の分離のための第1段LSCとを含み、前記第1段は、前記DIUが前記第1段の放出をトリガすることを可能にするように、前記シリアルバスインターフェースによって前記DIUに結合されている請求項5記載の多段式ミサイル。
- 前記DIUは、関連している段に対する段制御命令に基づいて、前記第1段と、前記第2段と、前記第3段と、前記第4段とに対して誘導機能およびナビゲーション機能を実行するように構成されており、
前記DIUは、関連している段に対する段制御命令に基づいて、前記第2段と、前記第3段と、前記第4段とに対してだけ、制御機能を実行するように構成されている請求項6記載の多段式ミサイル。 - 複数の段の多段式ミサイルを制御する方法において、
前記複数の段は、隣接の段に物理的に結合され、隣接の段から物理的に切り離されるように適合されており、
前記方法は、
最終段上に配置されたデジタルインターフェースユニット(DIU)により、前記段のそれぞれに対して誘導機能およびナビゲーション機能を実行し、前記段のうちのいくつかに対してだけ制御機能を実行することと、
前記各段上の電子回路に前記DIUを結合するシリアルバスインターフェースにより、前記段の間にデイジーチェーン相互接続を提供することとを含み、
前記方法は、
フィールドプログラム可能ゲートアレイ(FPGA)を使用して、前記段の前記誘導機能およびナビゲーション機能を実行するための段制御命令により誘導プロセッサを構成し、前記FPGAは、現在制御されている段に対する前記段制御命令により前記誘導プロセッサを構成することと、
前記現在制御されている段の分離に先立って、前記現在制御されている段に対して段制御命令を実行することとを含み、
前記最終段は、第4段であり、前記多段式ミサイルは、第1段、第2段および第3段を含み、
前記第4段は、ペイロードを含み、
前記方法は、
前記第3段において、前記シリアルバスインターフェース通して前記DIUから、誘導、ナビゲーション、および自動操縦、の命令を受け取り、それに応答してスラストベクターおよび姿勢制御の信号を提供することを含む方法。 - 前記誘導プロセッサに対して、段の分離を命令し、段が去ったことを示す信号を提供するように前記DUIを構成することをさらに含み、
前記段制御命令は、前記段が去ったことを示す信号の存在をチェックし、それに応答して、前記FPGAに、次の段を制御するための段制御命令により前記誘導プロセッサを構成させるように構成されている請求項8記載の方法。
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