基于TCA的航电串行背板总线设计研究

为解决航天电子系统背板内总线因采用自定义专用设计,继承性较差、内总线信号难以监控测试等弊端,对基于电信计算构架(TCA)的航天电子串行背板总线设计进行了研究。介绍了TCA总线中先进电信构架(ATCA)和微型电信构架(MTCA)的类型、分区和用途。讨论了基于TCA总线的背板总线设计:按信号分为分级数据管理总线、数据更新接口、电源分配区、时钟分配与触发、自定义信号和测试6个功能区,通过背板资源的分区规范化管理、内总线测试接口设计和基于交换策略的冗余设计,分别采用交换结构和串行背板技术设计功能区。给出了一个基于TCA设计的开放式、可扩展、可测试、适应不同码率需求的通用型可靠背板内总线构架,具可靠性高、带宽大等优点。研究表明TCA可作为航天电子背板总线设计的一种可选方案。     

ICD仿真测试系统在总线冗余控制系统中的应用

介绍了接口控制文档ICD设计思想及ICD仿真测试系统的组成特点,基于ICD搭建了某型号1553B总线冗余控制系统原理验证平台,详细说明了ICD仿真测试系统在总线冗余控制中的具体应用,并通过原理验证平台验证解决了多项关键技术。工程实践表明,ICD仿真测试系统能够高效、可靠的完成仿真测试功能,具有较大的推广应用价值。     

基于时间同步1553B协议的开关指令协同管理方法

为充分利用智能化卫星综合电子系统资源,确保故障工况下的业务连续性,在系统层面实现高可靠开关指令发送控制。在设备内冗余的基础上,建立综合电子系统内设备间冗余,有效提升了可靠性。该方法发送开关指令时,需实现多设备间同步。针对这一需要,文章提出了一种基于时间同步1553B协议的指令协同管理方法。在星载软件中进行分布式指令协同管理,将指令发送与指令执行排布在不同通信帧内。星内总线控制设备负责分发开关指令给指令执行设备,各指令执行设备基于帧同步信号实现指令同步发送。经地面试验和在轨飞行验证,该方法在正常工况和故障工况下,均能正常输出脉冲宽度满足指标要求的开关指令。目前已在多颗智能卫星上得到应用,可为后续航天器设计提供参考。     

一款基于BCD工艺的低EMI、高可靠CAN总线收发器的设计

随着我国重点关注汽车电子产业和大力发展航天航空工业的计划，开发具有自主知识产权、高可靠、低成本的CAN系统芯片具有十分重要的意义。文章设计实现了一款基于BCD工艺的低EMI、高可靠CAN总线收发器电路；提出了基于BCD工艺的ESD保护结构、电流延迟控制和版图降噪设计等技术。采用0.5μm BCD工艺进行了流片验证，结果表明：电路符合ISO11898规范，ESD电压达3000V以上，通频带内共模噪声幅度为-86dB，具有较好的电磁兼容（EMC）性能，可应用于高速CAN总线通讯中。     

萤火一号火星探测器综合电子软件自主管理设计

对萤火一号(YH-1)火星探测器综合电子软件自主管理设计进行了研究.给出了基于事件的工作模式转换和五层软件框架设计.基于对自主安全性需求的分析,设计了能源危机实时处理；巡航段禁止综合电子执行发射机开机指令；巡航段禁止火工品起爆指令执行；巡航段禁止无效注数执行；确保星星分离状态确认正确；确保执行对重要指令冗余设计；确保CPU板和功能板电源同组；自主判别长火影提前升温,确保平安渡过火影；对日充电满36h无条件执行平台自主信标模式等自主安全性措施,确保探测器在遇到不安全事件时能顺利识别并自主处理.     

基于综合电子的某型运载器电气系统方案设计

为降低全生命周期成本,提高航天运载器综合竞争力,提出了基于综合电子方案的某型运载器电气系统设计实现方法。首先对该运载器功能需求进行了分析,建立了基于综合电子的系统分布式集成逻辑架构,然后分别就系统任务规划与操作系统分区结构、基于时间触发以太网(TTE)的一体化机内外总线体制以及系统容错处理机制等关键技术及实现途径开展了分析论证。本方案提出的相关软、硬件设计方法有利于实现系统快速集成与系统内资源共享,同时为实现冗余容错控制、在线任务规划等功能提供了便利。     

基于在轨组装维护的多载荷协同观测卫星平台构型设计

针对高轨遥感卫星多载荷协同观测和一致测量应用需求,在前期总体技术方案研究的基础上,通过开展现有在轨组装航天器和高轨卫星公用平台的构型调研,提出了一种适用于多载荷协同观测需求的平台构型设计方案。平台利用CZ-5运载火箭发射并在轨展开,采用“网格式中心承力筒+板+桁架”式的总体构型,开展了主传力路径、贮箱承载结构、网格式中心承力筒等的细化设计工作,并进行了结构产品的初步设计,建立了平台结构整星的有限元模型。仿真分析表明:平台结构整星的各向一阶频率均能满足运载火箭的频率要求。基于标准化、通用化的平台接口设计,使其具备可扩展及可维修的能力,大大提升了平台鲁棒性。基于全网格筒的主承力设计,增强平台结构承载能力,并改善平台内部热环境。该设计方案可为基于在轨组装维护的高轨遥感大平台结构的设计提供有价值的参考。     

基于长征云的超大尺寸LED屏幕高可靠控制系统设计

在本次冬奥会及冬残奥会开闭幕式期间,为了确保演出精彩呈现,鸟巢场馆内的地面显示系统采用了42208块LED箱体构成的超大尺寸LED屏幕,这些屏幕由航天新长征大道科技有限公司研制.为保障地屏高可靠安全工作,研制团队设计了多级冗余高可靠控制系统,基于长征云工业互联网平台研制LED屏综合监控软件,监控4万多块LED模块的温度...     

一种新型多点互联高速冗余总线通信方法与实现

针对航电设备高可靠与小型化的发展趋势,提出一种新型多点互联高速冗余总线通信方法与实现途径,该总线主站点通过5条公共的通信链路与多达32个从站点进行多点互联通信,5条通信链路中4条通信链路处于工作状态,1条处于热备份状态。通信链路层综合采用曼彻斯特、8B/10B和CRC-16等编解码算法,实现通信链路故障的自动诊断、备份链路的自动切换以及自动重传功能。总线传输峰值带宽可达到400Mbps。与传统航电设备采用的并行总线相比,本串行总线在传输带宽、可靠性、可维护性和小型化等方面具备显著优势。     

萤火一号火星探测器综合电子分系统方案

对萤火一号(YH-1)火星探测器的小型化、集中式综合电子分系统方案设计进行了研究.介绍了双CPU单总线体系结构、系统重构设计、系统小型化设计和系统抗单粒子效应设计.给出了综合电子分系统软件功能及其采用的基于软件总线的开放式结构.设计的YH-1火星探测器综合电子分系统在有效实现小型化的同时能保持较高的可靠性,具自主故障诊断和系统重构的能力.     

ARINC659总线在航天器综合电子系统中的应用研究

ARINC659总线是一种标准的多点串行通信总线,具有完备的数据通信确定性和容错性特点,非常适合在对可靠性和冗余容错性要求较高的航天器综合电子系统中作为标准背板总线。文章在对ARINC659总线架构以及通信机制研究的基础上,结合综合电子系统的标准总线体系结构,重点对基于ARINC659总线的综合电子硬件模块、软件驱动程序和表程序设计等内容进行了详细描述。应用ARINC659总线,不仅能提升航天器综合电子通信的确定性和容错性,也能使综合电子系统的设计由事件触发向时间触发模式转变,由集中式控制管理向分布式并行处理转变,从而显著提升航天器综合电子系统的故障定位、并行数据处理、快速组装与测试能力,以及提高航天器综合电子系统资源的利用率。     

三机二冗余的实时嵌入式容错系统研究

在三机构成的冗余控制系统中,表决量及其表决器设计最为复杂,直接关系系统运行的可靠性.本文提出一种采用将三机中的一机作为表决器对另两机进行旁路表决和输出切换控制的冗余系统,可简化表决器的设计.同时消除系统中的单点故障模式,可应用于高可靠的实时嵌入式控制系统设计中.     

一种轻量化高可靠分布式数据处理架构

针对航天型号体系化高带宽智能总线数据的实时处理需求和现有架构数据整理耗时、运维复杂等问题,开展轻量化的高可靠分布式处理架构研究。通过构建元数据模型库和数据解析器完成数据的清洗和转换;采用基于ORC文件格式的分布式文件系统替代原有Hbase分布式列存储方案,增强平台的易用性和可靠性;基于Spark内存计算模型提升平台的计算、分析能力,结合数据流分片存储机制和索引库实现数据查询的优化加速。该分布式处理架构已应用到某装备系统中,保证了系统高密度试验数据的快速处理、稳定存储和高可靠应用,为高带宽实时数据的快速处理和管理提供了一种解决方案。     

基本型实时遥测数据系统体系结构

介绍了基本型实时遥测数据系统的基本设计思路、系统体系结构、系统工作原理、应用系统构成及其主要特点。系统采用了总线制、模块化设计思想，实现了系统小型化、可裁剪、可扩展；采用了数据流体系结构支持多数据流采集解调、多处理并行数据处理，以及多执行部件并行实时数据输出。系统构成灵活，从单数据流单机箱系统，到基于网络连接的多数据流分布式实时遥测数据处理系统，可构成性能从低到高的系列化应用系统。     

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.     

低成本高可靠综合电子系统集成技术

我国现有的卫星电子产品的传统研制模式已很难适应卫星快速增长,型号对于平台的管理控制核心的电子系统提出低成本、高可靠、快速响应、快速研制的迫切需求。通过构建低成本、高可靠计算机系统体系架构,设计基于COTS器件的星载计算机,并采取包括系统、模块、器件的多级可靠性冗余设计及验证技术,为实现低成本、高可靠、长寿命的产品研制,满足型号长期在轨任务要求奠定基础。     

导弹综合测试系统改进构想

以提高导弹测试的效率和精度为目的，提出了一种在测试平台上运用VXI总线改进导弹测试系统的构想，该系统构建了一种新型的导弹测试平台，其软硬件的设计实现了模块化，通用化，智能化等功能，自动化程度相当高，并具有实时报警和故障诊断能力，可满足大批量导弹测试的要求，同时使测试平台的体积大大减小，提高了其灵活性和可移动性。     

一种高可靠模块化的航天器通用接口单元设计

以综合电子系统的层次化设计模型为基础,提出并实现了一种基于模块化可伸缩的高可靠航天器通用接口单元设计.该设计以标准通用硬件模块、ASIC芯片、层次化总线体结构作为技术支撑,既可实现面向多种平台与载荷航天器的多任务接口适应性,也可实现数据接口单元内部模块资源的交叉重组与系统重构.该航天器通用接口单元已在多个航天器综合电子系统中成功应用,应用情况表明此方案能显著提升航天器通用接口单元的通用性与可靠性,增强系统故障容忍及自主处理能力,利于提升航天器的产品化批产能力与研制效率.     

一种双冗余总线多处理机容错系统的探讨

随着空间技术的发展,未来的高级航天活动需要高性能高可靠的星上计算机。本文提出了一种松耦合配置的具有双冗余总线的多处理机容错系统模型,阐述了这种系统的特点,给出了系统的结构框图,最后对实现该系统的一些主要技术问题进行了讨论。     

基于桥接模式的双网络重复使用运载器控制系统冗余技术

根据重复使用运载器因面临恶劣电磁环境而对控制系统提出的可重用、高可靠性要求,提出了一种基于桥接控制器的四余度1773A光纤总线双网络冗余控制系统方案。该方案在实时性、数据处理、缓解信息拥塞、电磁兼容性等方面具有较好的优势,控制系统实现了集控制、传感、通信、网络、故障诊断与容错处理于一体的功能。通过对计算机、综合控制器、伺服机构等关键部组件及系统级总线进行冗余设计,提高了系统的可靠性。