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。     

基于1553B总线的星载嵌入式软件在轨升级方法

针对星载嵌入式软件在轨升级难的问题,提出了基于1553B总线的星载嵌入式软件在轨(线)升级方法.通过1553B总线接收升级程序、固化程序和升级程序分区独立存储、启动程序和应用程序互相配合的方式,实现软件升级、部分传输异常时补丁升级及升级异常情况下的版本回退.在某星载固态存储设备上对方法进行了试验验证,结果表明,方法可对...     

基于1553B和SpaceWire组合网络的星载数据管理软件设计

为同时满足对于星务管理数据和高速载荷数据的传输要求,国内外的飞行器趋于使用1553B和SpaceWire组合网络来进行星上数据传输。复杂而灵活的数据传输要求使得卫星数据流设计中引入了大量标准协议,同时大大增加了星载数据管理软件的复杂度。对一种基于1553B和SpaceWire组合网络的星载数据管理软件的协议体系进行了介绍,通过对协议进行分析,改进了已有的软件框架,形成了一种基于标准协议的分层的软件架构,以空间包为单位实现星内数据交互,实现了软件应用层与数据链路协议的分离。软件实现结果表明,合理的协议分层和有效的接口封装提高了软件的可拓展性和可移植性,有利于软件产品化。     

FC-AE-1553数据总线的特点及在航天领域的应用

MIL-STD-1553B总线被广泛运用于许多嵌入式系统,例如飞机、轮船、导弹、卫星等。但是随着科学技术的发展,当前的航空航天系统,武器系统的互连子系统的数量和复杂性不断增加,系统对高带宽、低延时数据需求愈发迫切,而光纤天然具有的高带宽、低延时的特点能够很好解决上述需求。除此之外,用光纤搭建的通信网络还具有灵活的拓扑结构、较远的传输距离、高抗电磁干扰等优点。FC-AE-1553的通信介质采用光纤,其各个节点之间的通信协议与MIL-STD-1553B高度相似,因此采用FC-AE-1553通信协议的新设备能够较好地兼容MIL-STD-1553B协议的传统设备。     

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.     

便携式1553B电缆测试系统的设计与实现

随着航空航天以及武器装备电子信息化程度的日益提高,1553B总线的地位也日益突出,应用也越来越广泛。如何对1553B总线系统的电缆网络特性以及终端通讯协议进行全面有效的测试评估是长期以来的一个重要课题。本文参照GJB5185.5-2004以及GJB289-97等标准,阐述了一种新型的便携式1553B电缆测试系统的设计和实现。     

一种星载1553B总线远程终端设计

为了满足卫星有效载荷与卫星平台之间可靠的数据通信，实现卫星载荷单机的小型化，优化卫星载荷的性能，提高子系统的集成性，文章提出了利用FPGA，取代CPU、单片机和DSP，来控制1553B总线通信协议芯片JKR65170S6，以实现1553B总线远程终端的功能。采用芯片中16位缓冲零等待模式，设计了两种控制芯片的软件模式流程：中断模式和查询模式，给出了两种控制模式的状态转移图。完成了载荷单机和数管系统的数据通信，并对实现的1553B总线接口功能进行了测试验证。测试结果表明，1553B总线远程终端功能正常，性能良好，接口控制信号时序符合手册时序要求。用FPGA取代CPU、单片机和DSP等的控制，将载荷功能和接口通信集中在FPGA中实现，减小了卫星有效载荷的体积及功耗，增加了系统的可靠性。     

1553B总线故障注入测试方法研究

随着1553B总线在航空航天领域的广泛应用,对其可靠性、测试性的要求日益迫切。而一般的1553B总线测试均是在传统方法上的正向测试,即针对输入的激励测试输出的响应,因此无法覆盖到更多在异常状态下的测试环境。为了增大测试覆盖性,本文将故障注入思想引入到1553B总线测试中,分别对总线物理层、电气层和协议层中典型的测试用例进行故障注入的故障模式和实现方法研究,实验的结果验证了故障注入测试方法可以实现预期的故障目标。     

1773光纤数据总线技术与应用研究

讨论了4种光调制技术,利用其中的一种最优方法设计了基于1553B/1773总线的网关电路,并组成含4个站点的无源星型网络拓扑结构的1773总线多路数据传输网进行试验验证。试验结果表明,以光纤替代屏蔽双绞线作为传输介质的1773光纤数据总线能够使1553B总线系统具有更强的性能和更高的可靠性。     

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。     

基于PCI的1553B总线接口卡的设计与实现

对 PCI局部总线与其他计算机局部总线进行了性能分析和比较 ;介绍了围绕 15 5 3B总线协议芯片设计基于 PCI的 15 5 3B总线接口卡的一些关键技术 :应用 PCI协议接口芯片实现PCI总线和本地的 15 5 3B总线之间的桥接 ,对 15 5 3B总线接口卡的软件接口进行配置等 ;并对15 5 3B总线接口卡与其配套软件之间的数据流和控制流进行了说明。     

一种空间相机用小型锁定组件设计

在卫星发射阶段,采用锁定组件对空间相机中的活动部件进行锁定可以提高活动部件的基频和抗振动能力、减少振动对机构精度的影响。一种用于空间相机中活动部件锁定和解锁的小型锁定组件,采用电机正反转动带动滚子从动件径向凸轮机构来实现锁定、解锁功能。文章详细介绍了小型锁定组件组成和工作原理,通过设计实例对机构进行了受力分析计算、验证了电机和结构设计参数选择的合理性。装机地面试验和环境试验结果表明,所设计的锁定组件性能稳定、工作可靠,很好地满足了空间相机使用要求。     

航天器总线管理系统的SOC设计与研究

高速、高可靠、低功耗的智能型串行系统总线是航天器进一步发展必须解决的一个关键问题。以1553B总线控制器为例,采用SOC设计方法,研究了航天器系统总线的设计和实现。首先按照1553B总线标准设计了总线管理SOC的系统结构,然后重点解决了SOC设计中的IP开发应用、可靠性设计、容错机制及低功耗实现等关键技术。采用这些SOC设计方法的1553B总线协议处理器取得了一次流片成功,为今后更高速率的航天器总线管理系统的SOC研究提供了一种思路和方法上的借鉴。     

国外几种星载光学遥感器的发展情况简介

文章介绍了国外空间对地观测的侦察相机、测绘相机以及其它星载光学遥感器的发展情况和近期态势。其中提到了它们在载体上对地观测的分辨率、光谱带宽、地面覆盖等性能指标,还介绍了相机或光学遥感器本身的性能参数。文章还对测绘相机专门提到了分类情况以及光学小卫星的发展态势,重点指出了不同光学遥感器所在卫星平台的姿态稳定性、指向和指向改变精度。     

“资源三号”卫星遥感技术

"资源三号"(ZY-3)卫星是中国自行研制的民用高分辨率光学传输型立体测绘卫星,于2012年1月9日在太原卫星发射中心使用CZ-4B运载火箭发射升空。卫星可提供3.5m分辨率立体影像,2.1m全色/5.8m多光谱平面影像,可用于1∶50 000立体测图及更大比例尺基础地理信息产品的生产和更新。文章重点介绍了ZY-3卫星定位精度高和内方位元素稳定性强等任务特点以及内方位元素高稳定性的立体测绘相机、高速率双圆极化复用数据传输技术、角秒级定姿精度等技术创新点,简要介绍了在轨评价及应用情况,为后续测绘卫星提供参考。     

基于无源光网络的高速光纤总线技术研究

随着航天遥感类载荷性能的提高,其数据量大幅增加,对高速数据传输提出了更高要求.针对航天环境的高可靠性要求,提出了一种基于命令响应式协议的新型高速光纤总线结构,即把无源光网络技术与FC-AE-1553协议相结合,采用高生存性的逆向双环的冗余拓扑结构搭建了地面演示验证系统.实验表明,新的光纤总线系统通信速率可达2.5Gbps,容易隔离失效节点,所用设备简单,可靠性高,满足航天工程应用需求,具有较强的实用价值.     

月面采样相机的热设计与热分析

月面采样相机安装于月球无人采样返回探测器的机械臂上,其质量小,热耗较大,长期工作在高温环境中,故温度水平成为影响相机能否正常工作的重要因素,须予以分析。文章根据相机工作模式和机械臂的姿态运动特性,构建出适应机械臂运动的热分析模型,提出几种实现相机高温散热的方法,通过对比分析,分别确定了基于OSR涂层和白漆的热控方案,并推演了散热窗口的临界模型,为后续器外设备热设计提供借鉴思路。