基于FPGA控制实现的1553 B总线通讯设计

为了满足有效载荷系统与卫星平台的复杂任务和可靠的数据通信,提 出了一种基于FPGA控制协议芯片BU-61580实现1553B总线远程终端通讯的 设计方法.取代CPU而采用VHDL硬件描述语言将整个系统的数据管理与控 制通讯集中在1片FPGA芯片内实现,有利于系统的软件重用和增加系统可 靠性.     

1553B总线终端消息覆盖的原因及解决方案

1553B总线是一种串行数据总线,在航天器上得到了广泛应用,它的可靠性直接关系到整星（船）的可靠性和功能实现。同一终端相邻总线消息覆盖问题是影响星载1553B总线可靠性的典型问题。文章对该问题进行了分析,并通过80C31/80C32单片机作为宿主机的远程终端（RT）开展试验,解决了获得同一终端消息覆盖时间间隔临界值定量...     

一种卫星有效载荷地面远程测试系统设计

提出了一种卫星载荷数据的地面远程测试实时处理分析方法,详细论述了其实现原理及实际系统中的各功能模块,重点介绍了远程测试服务平台内部结构设计、远程测试终端内部结构设计、内部数据通信协议设计、系统工作流程等及部件的设计思路和实现方法。文章所介绍的卫星有效载荷远程测试系统,能够支持卫星下传的超大数据量数据在远程终端监控下进行就近实时处理分析功能,从而使有限的专家力量集中在北京的测试大厅对远在发射场的卫星进行实时监视和测试。     

硬X射线调制望远镜卫星1553B总线芯片RAM故障容错设计

针对硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星总线控制器(BC)端和远程终端(RT)1553B总线芯片的使用特点,提出了一种针对性的容错设计。通过上注指令,触发计算机检测总线芯片随机存取存储器(RAM)区故障范围,并根据故障情况,使用RAM备份区域替换故障区域,从而使故障芯片恢复正常。在HXMT卫星及后续遥感卫星中,对此方法进行了软件实现和验证,结果表明:该方法可灵活便捷地处理多种总线芯片RAM区故障,避免了采用传统在轨维护方法给整星安全带来的风险。     

自适应1553B总线通信功能系统级测试方法设计

一些通信卫星通过自适应1553B总线通讯，因此总线控制端在上电前对终端设备的内部遥测参数容量、存储位置是未知的，而是在系统上电后及运行期间动态地维护当前所有终端设备的状态信息，并由总线控制端通过对终端设备的轮询确定终端设备的总线接入状态，并动态获取终端设备的自描述信息，从而解决综合电子总线自适应性能单一、普适性差、数据动态交互机制弱的缺陷。针对某通信卫星自适应1553B总线通信功能，提出一种精准快捷的通信卫星1553B总线测试系统，通过1553B总线终端监视与处理设备，分别对1553B总线的自描述信息动态轮询获取功能和A/B总线自适应轮询功能进行测试，实现对自适应1553B总线实时监视与分析功能。实验表明，该测试系统有效验证了卫星1553B总线自适应通信功能，为总线通信的有效性和实时性提供保障。     

基于1553B总线的测试系统的设计与实现

本文基于弹上系统进行测试的研究,详细叙述1553B总线的特点以及1553B总线的协议在弹上测试系统中的具体实现,然后阐述在测试系统中作为总线控制器和远程终端的实现方法,测试系统采用Lab VIEW实现主控机和测试终端的测试,能够对操作命令,测试数据以及数据通信状态实时进行记录,方便对数据的监测,经过实验测试,测试系统的测试效率高,误码率低。     

高速1553B智能通用总线测试平台设计

传统的1 Mbps 1553B由于总线带宽受限,在航天测量控制领域正逐步被4 Mbps高速1553B总线替代.一般的高速1553B总线测试仪不具备精准时序控制、动态消息插入和系统故障恢复的功能,难以模拟系统实际工况.因此,通过各模式下总线的初始化配置和数据收发控制,采用SDRAM动态读取和硬件定时触发技术,结合基于心跳...     

基于1553B总线的卫星星时同步方法

目前卫星的绝对时间由GPS提供,并通过总线广播的方式将时间信息码发送给各卫星载荷分系统,但各载荷收到时间信息进行相应的处理后都会有一定的延时,所以需要对卫星系统进行时间同步。卫星通常使用的星上时间同步方式为GPS秒脉冲和时间信息广播相结合的方法,但此方法需要占用一定的硬件资源。为了节省硬件资源,并保证卫星星时同步的精度,文章提出基于1553B总线卫星星时同步的方法,使用同步方式字命令和时间信息广播相配合,卫星载荷利用1553B总线控制芯片内部时间标记寄存器计时,计算软件处理延时,降低系统随机误差,进而实现星时同步。经过仿真和测试验证,表明该方法可以将系统时间同步随机误差降低到100?s。该方法采用软件实现,卫星无需提供GPS秒脉冲,节省硬件资源,降低成本,适用于时间同步要求精度高、未对载荷分系统提供GPS秒脉冲的卫星系统。     

内嵌1553B终端的部件等效器设计与实现

为配合导弹武器地面测发控系统检测,设计了内嵌1553B总线终端的部件等效器,增加了总线监视功能,实现了弹地接口以及功能电路的故障诊断功能。给出了部件等效器1553B总线、RS422、以太网以及脉冲功能检测方案。在实现车载测发控系统电气功能检测的前提下,尽可能做到元器件数量少,仪器尺寸小,达到以简单、可靠的方法实现地面测发控电气系统综合检查的目的。     

FC-AE-1553总线在箭载测量系统中应用研究

现代航天飞行器电子系统的设计已经向着高度综合化和以信息交换为中心的方向发展,同时随着我国航天数据通信系统对光纤总线技术越来越重视,以FC-AE为代表的光纤总线技术已经渗透应用到航天运载火箭、卫星、空间站和导弹武器系统等许多方面。数据通信总线已向着具有更高的信息传输速率、传输容量及适应性以及定向数据分配协议的新型高速数据总线发展,介绍了FC-AE-1553总线的基本特性,并以航天器测量系统为背景,构建总线简单环形拓扑结构,为系统典型设备设计FC-AE-1553总线接口模块,设计航天器系统工作模式和FC-AE-1553总线通信协议,并通过联试模拟航天器系统工作,仿真FC-AE-1553总线主要性能,验证FC-AE-1553总线作为航天器系统骨干总线的适用性。     

星载1553B总线通信接口研究

为保证星载1553B总线通信的可靠性,在忽略容性、感性阻抗的情况下,基于叠加定理对变压器耦合方式下总线接口电路建立了等效模型,计算出接口变压器的等效输入阻抗,得出总线终端输入电压信号U。在假定双绞传输线理想状态下,利用软件分别对U与隔离电阻Rs、终端匹配电阻R,和传输线阻抗Rw之间的关系曲线进行了仿真,确定了相关电阻的选取范围。该模型的建立与仿真,为1553B总线接口设计提供了一种新的模型和验证方法,具有一定的工程应用价值。     

基于时间同步的1553B总线通信协议设计

MIL-STD-1553B总线控制器(BC)端应用程序操作总线控制芯片,在传统卫星中,每次通信发起后处理器都需等待,直到本次通信结束,以解决通信冲突问题,严重制约了对1553B总线的带宽利用。文章在对传统星载数据总线系统分析基础上,开发了一种基于时间同步的1553B总线通信协议,后台进程根据时间同步信号,统一对总线应用进行规划和操作,在此基础上,进一步设计了BC到RT端和RT到BC端两个通信握手协议。最后,通过试验进行了验证,经过数据分析表明:这种协议设计解决了通信冲突,大幅度提高总线带宽利用率;同时由于通信握手协议与具体的通信数据内容无关,便于构件化实现,从而提升了卫星数管软件的通用化和可靠性。     

星载FC-SE光总线体系结构及吞吐量研究

介绍了航空光纤总线FC-AE总线等总线特点及应用现状,分析了星载CAN总线、MIL-STD-1553B总线等数据总线特点及发展需求。基于FC-AE总线,研究了一种兼容MIL-STD-1553B总线的星载FC-SE光总线技术方案、体系结构、协议特点及服务类别,分析了星载FC-SE光总线方案的吞吐量性能。星载FC-SE光总线既可以充分发挥光总线的宽带宽优势,又可以充分兼容现有MIL-STD-1553B低速总线,有效满足卫星载荷多业务、多速率总线技术发展需求。     

一种基于时序路径的FPGA接口时序测试方法

针对航天高速高可靠FPGA接口时序测试,分析了FPGA接口类型及测试需求,介绍了一种基于时序路径的FPGA接口时序测试方法,结合时序路径模型,阐述了异步总线接口时序测试的测试流程和计算方法,并给出实际案例。该方法集成了功能仿真和静态时序分析的优点,特别适合极限工况下的FPGA接口时序验证,已经应用到多个航天高可靠FPGA接口测试中,与传统的动态门级时序仿真相比,能显著提高验证效率和测试覆盖率。     

基于PXI的1553B总线通讯模块设计

作为一种新型的高性能、热插拔和模块化测量仪器标准总线,PX I总线已经日益广泛应用于信息产业、工业实时控制以及国防工业中。本文介绍了一种采用PLX Technology公司的PCI总线协议接口芯片PCI9030和DDC公司的1553B协议芯片BU-61580实现基于PX I的1553B总线通讯模块的硬件设计方案,并对关键电路的设计要点、PCB板设计和软件编程进行了较详细的叙述。通过该模块设计为航天领域测控系统开发其他PX I模块和搭建PX I测控平台提供技术借鉴。     

基于IR-UWB的无线总线实验研究

针对虚拟卫星需要通过无线媒介将卫星近距子终端可靠地联结成系统的应用需求,在研究IR-UWB技术和星载总线两者特点的基础上,提出基于IR-UWB的总线型无线网络的解决途径,结合1553B协议进行了可行性分析.并在现有条件下设计和搭建1553B点到点试验平台进行了实验研究,实验表明从功能上来看,IR-UWB具有作为设备间实时无线互连物理层的潜力,为进一步研究打下了基础.     

基于主从式双CPU的小卫星智能遥测系统设计

主要介绍主从式双CPU架构的小卫星智能遥测系统的设计与实现。此系统由MCU(386EX)和DSP(TMS320F2812)芯片构成双CPU系统,MCU为主CPU,主要负责遥测系统管理、接口与通信功能;DSP为从CPU,负责遥测数据处理分析。智能遥测系统软件采用智能遥测轮询控制算法和遥测数据压缩算法。整个系统硬件设计简单,遥测数据处理算法设计合理、可靠性高。测试结果表明:该系统运行稳定可靠,具有很高的实时性和数据处理能力,提高遥测信道的有效利用率。此研究结果可以为后续卫星遥测系统设计提供参考和借鉴价值。     

1553B总线控制系统时间同步设计

高准确度的时间同步是实时性现场总线控制系统正确运行的基础.本文介绍了几种现场总线系统软硬件时间同步机制,针对1553B总线控制系统,通过深入分析总线协议芯片的工作时序,利用芯片内部的时标寄存器,采用软件补偿的方法,设计了一种准确度与软件和网络延迟无关的高准确度、低通讯开销的软件时间同步机制.试验表明,这种同步机制准确度可达到μs数量级.     

基于反熔丝型FPGA的有效载荷可重构技术

针对在轨卫星功能维护、扩展和更新的需求，设计一种星载FPGA可重构方法。通过硬件三模冗余、软件三模比对，提高星载信号处理FPGA配置的可靠性；通过地面向卫星配置FPGA发送擦除、写、读指令，实现星载配置数据存储FLASH芯片的擦除、写、读操作，从而实现星载信号处理FPGA的重构，进而可以实现有效载荷功能的在轨更新或升级，减少硬件重复开发，降低成本。     

基于DSP的中断冲突避免机制的研究与实现*

针对基于DSP芯片TMS320C6701的嵌入式软件系统设计过程中常见的中断冲突问题,提出相应的解决方法和简单有效的避免机制。通过将周期性中断改为主循环查询模式、将DSP系统计时由定时器中断改为FPGA同步计时等方式,使系统中多个中断设计简化为一个中断,避免中断间的冲突。针对中断和主程序间的访问冲突,通过在主程序中关中断等方式,避免共享资源访问冲突。针对DSP系统和外部总线的访问冲突,通过约定接口的通信协议,避免时序冲突。通过静态分析和动态长周期测试验证,方法有效避免了中断冲突,实现简单;针对不同冲突机制,措施灵活。设计已应用于星载相关设备,也可推广至其他嵌入式软件系统使用。