基于国产抗辐照器件的数据复接存储技术研究

载荷数据的有效传输、处理、存储等是航天器的重要空间任务。针对某航天器多路数据复接下行和大容量固态存储的需求,设计基于NAND Flash芯片的大容量星载数据复接存储方案,利用FPGA芯片的高速数据处理能力和控制灵活性,控制NAND Flash芯片进行数据读、写、擦除操作,进而提高存储器的吞吐率,实现对多个数据源按要求进行数据记录、数据管理以及数据回放等功能。同时增加抗辐加固设计,满足航天飞行可靠性的要求。     

基于FPGA的FLASH控制器设计

针对NAND型FLASH不易管理（地址线、数据线和命令线复用，并且芯片出厂时有坏块）的特点，文章提出了一种可靠的解决方案。该方案基于FPGA完成了对NAND型FLASH的综合管理，包括初始可写入页的查找、坏块表建立、数据写入、数据读出以及数据块擦除等操作。仿真和测试结果表明，文章的设计方案运行稳定，满足航天工程化的要求。     

磁阻式随机存储器(MRAM)重离子单粒子效应试验研究

磁阻式随机存储器(MRAM)作为非电荷存储的非易失存储器在抗辐射性能上有一定的优势,在空间有较好的应用前景。文章分析了MRAM的工作原理,选取典型的MR0A08BCYS35型MRAM存储器为研究对象,进行了重离子单粒子效应敏感性试验研究,在此基础上,利用专用软件Fore CAST计算预估了该种器件空间应用条件下的单粒子在轨翻转率,给出了在轨应用的具体建议。     

NAND闪存固态硬盘空间环境效应分析及测试系统设计

文章针对航天领域广泛应用的固态硬盘(SSD)性能变化规律未知、可靠性数据缺乏的问题,以高效费比地使用低等级货架固态硬盘执行空间应用任务为需求背景,分析了NAND闪存SSD的空间环境效应,设计了一套可覆盖热循环、热真空、空间辐射等典型空间环境应力的固态硬盘测试系统。基于开源Iometer和SSDTS测试软件,实现参数自动监测,数据采集、处理、图形化显示、存储、回放等功能,可监测批量固态硬盘SATA接口供电电压、电流、平均读/写速率、实时读/写速率、平均读/写响应时间、写入数据量等性能参数,并定期检查记录SSD的磁盘容量情况,还能调节测试策略(读写比例、数据包大小、访问模式),控制供电电压。     

运载火箭试验大数据存储架构设计与应用

运载火箭试验产生的数据量呈现出爆炸式增长,主要特点表现为数据种类多、数据密度大、数据持续时间长。传统单机部署和基于关系型数据库与文件的系统架构的不足逐渐显现,不同种类的数据不做区分存储,存储和查询效率低,数据无备份,存在单点故障导致数据丢失的问题,无法满足海量数据场景下的存储计算业务需求。利用大数据技术思想,针对运载火箭存储计算业务的需求,设计出一套运载火箭试验大数据存储架构,并给出了各存储组件的存储模型设计方法。通过实际工程应用表明：该架构具备良好的可靠性、可扩展性和可维护性,是一种切实可行的大数据存储架构设计,能够满足运载火箭试验数据的存储计算等业务需求。     

MRAM的辐射效应分析及加固方法简述

回顾从首款商用磁随机存取存储器（MRAM）芯片面世以来国际上对MRAM芯片辐射效应的研究;总结MRAM总剂量电离效应和单粒子效应辐照试验研究结果,以及辐射效应导致MRAM读写错误的物理机制;分析辐射效应对磁性隧道结结构和性能的影响,并指出MRAM应当针对外围电路、存储单元晶体管和磁性隧道结等处不同类型辐射效应进行对应的抗辐射加固;最后从材料和工艺方面简要介绍MRAM加固方法。     

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。     

交换式以太网传输数据生成和性能评价方法研究

先介绍交换式以太网传输数据流生成方法 ,即用接口控制文件 (ICD)对数据流行进行规范化定义 ,并采用数据库对ICD进行管理及生成仿真接口文件 (SID)。然后介绍交换式以太网建模仿真及性能评价方法 ,并用曲线对比法得出仿真结果和实测数据基本吻合的结论 ,论证仿真模型的正确性。数据库辅助仿真的设计方法克服了仿真过程中数据流录入的繁锁及重复性 ,大大节省时间 ,保证仿真数据流的正确性和一致性     

基于LabVIEW的星用铷频标多通道时差数据自动采集系统

针对同时测量多台星用铷频标长期频率特性时测量周期长、数据量大等问题,设计了一种基于LabVIEW平台的多通道时差数据自动采集系统,用LabSQL数据库访问技术实现数据的实时存储、分析与处理。实验结果表明:该系统自动化程度高、稳定可靠,实现了同时对16台星用铷频标进行长期频率特性的测量,提高了工作效率。     

一种异步嵌入变格式遥测系统

介绍一种变格式异步嵌入式遥测系统，该系统能正确有效地传输飞行器导航计算机数据（块）及其他各种被测信号，重点分析了遥测数据帧格式的设计及突出特点     

开放式超高速空间智能数传系统研究

开放式超高速空间智能数传系统具有针对超高速载荷数据输入、基于开放式架构设计实现在轨智能信息处理的特点。文章中研究超高速复杂数据流控制与路由交互技术,采用具备空间环境适应性的高可靠光电模块等高速传输接口,先进的星型路由处理拓扑架构,制定统一数据标准协议,构建开放式超高速星载处理系统平台的方法。通过平台集成共用、架构在轨重构、软件上注更新方式实现各种先进智能处理算法应用。研究多源数据分类存储和管理技术,解决了海量多组高速数据存储和检索问题,满足高达数百Tb的超大数据存储检索能力。通过设计仿真和试验验证了系统功能性能。实现了具有数百Gbps高实时性载荷数据信息处理能力、灵活空间智能处理功能和开放式架构的新型空间智能数传系统。     

基于FPGA的半硬回收数据采集存储系统设计

文章介绍了基于FPGA的半硬回收数据采集存储系统的多片A/D数据编码技术、有限硬件资源下的大容量Flash读写技术、USB接口设计。利用VHDL语言和QuartusⅡ7.1软件完成了系统设计及软件仿真。实验表明:所设计的系统实现了16通道10 kHz的数据采样和存储,与计算机接口数据传输速率达8 Mbit/s,系统运行稳定可靠。     

基于IRIG-B码的软件化测控系统时间同步方法研究

利用软件实现测控信号处理将成为未来测控系统的发展趋势。针对通用计算机处理时延的不确定性问题,根据软件化测控系统中数据块式的传输模式,提出基于B码的系统时间同步方法,能够为数据处理、存储及事后分析提供精确的时间定位。方法按照国际通用的B码格式,通过A/D端口将B码流与测控信号同时送入计算机,采用纯软件解调出8421码格式的天、时、分、秒信息,并利用采样率计数进行初始相位估计,可实现测控数据的精确校时,同时利用误差校正降低A/D采样时钟漂移对时间同步的影响。设计无需外部设备辅助,具有配置灵活和低损耗的特点。     

SAR高速实时信号处理系统设计

合成孔径雷达回波数据速率一般高达3GSPS,如何采集、存储、压缩、传输如此高速率的数据成为一个难点。文章在分析了SAR回波数据特点的基础上,设计并实现了一个SAR高速实时信号处理系统。该系统以FP-GA为核心处理器、ADC08D1500为高性能的AD采集芯片、DDR_SDRAM为数据存储器、TLK2711为数据传输芯片。实验结果表明：本文设计的高速实时信号处理系统性能良好,能够很好地实时处理高速率的SAR回波数据。同时该系统易于实现,具有较强的实用性。     

激光驱动接力移除空间碎片的小卫星星座及可行性研究

在众多空间碎片移除技术中，天基激光烧蚀驱动是一种高效的、有广阔应用前景的移除技术，特别是针对移除海量的、尺寸在1~10 cm的危险碎片而言，更是具有独特优势。然而，这一技术对高能激光器单脉冲能量、光束质量、发射镜口径等要求很高，目前的硬件水平还达不到实用指标要求，制约了其天基应用。为了克服这些硬件技术障碍，本文另辟蹊径，利用小卫星概念，提出了由不同轨道高度小卫星平台组成小卫星星座，通过在每个小卫星平台上的激光驱动接力来逐步降低碎片轨道高度，最终达到移除空间碎片的小卫星接力移除星座的构想。基于现有的激光器性能参数，根据激光烧蚀驱动碎片动力学模型计算了单个卫星平台的移除能力，结果显示，10 J单脉冲能量激光器和0.5 m直径发射镜，能够对20 km范围内、尺寸小于10 cm碎片进行有效驱动。进而，针对空间碎片密集度高而应用最广的800 km轨道高度区域，设计了由分布在不同轨道高度的30颗小卫星组成接力驱动移除星座系统方案，通过仿真模拟计算验证了星座系统的移除碎片的可行性。该研究利用目前热门的小卫星星座，降低了天基激光移除空间碎片技术对硬件的性能要求，为该技术的应用提供了新的思路和途径，所提出的小卫星接力驱动星座系统方案也有工程参考价值。     

单次任务中主动清除多块碎片的仿真分析

针对国内外空间活动产生的碎片,文章采用多脉冲推力作用下的轨道机动仿真方法,在主要考虑总速度增量为2 km/s的约束条件下,计算碎片清除所需要的速度增量、任务时间以及清除个数。仿真结果表明,单次任务可以清除12块分布比较集中的碎片。研究结果可为我国今后空间碎片清扫任务的设计提供参考依据。     

采用PDM数据库自动生成航天产品工艺文件编号的思考与实践

根据修订的QJ 903.11B的规定,阐述采用PDM数据库自动生成航天产品工艺文件编号的基本思路、软件开发的条件及程序设计中应注意解决的几个问题,并通过实际验证,证明在工艺文件编制过程中系统能自动生成航天产品工艺文件编号.     

航天器公路运输包装箱环境监测系统研制

为掌握运输过程中航天器的环境状态，确保过程受控，研制了一套运输环境监测系统，以NI cDAQ和LabVIEW为软硬件平台，设计软硬件架构与软件工作流程，能实现加速度、温湿度、车速多种类型信号的协同监测、实时超差警示与数据回放；并可利用北斗定位实现车速测量，针对高频采集的加速度信号，实现全程低速存储与触发高速存储。在实际运输道路上进行测试验证的结果表明，该监测系统功能完善，满足使用要求。     

应用SpaceWire网络的航天器分布式存储系统设计

针对航天器数据存储需求多样化的发展趋势,提出了应用SpaceWire网络的分布式存储系统设计。系统由控制模块和存储模块组成,为航天器载荷设备提供标准SpaceWire物理层、链路层接口,并在网络层提供统一的虚拟数据接口,通过逻辑地址进行标志和寻址,可屏蔽系统内部网络细节;载荷设备不必关注存储系统内部网络结构的变化,当部分模块故障时,可重新规划传输路径,对分布式存储系统进行重构,实现系统控制和数据存储功能的迁移。与存储需求相近、配置双固态存储系统的设计相比,其接口种类、协议设计更加简化,且系统重构方面的优势更为明显。     

基于XML的遥测数据管理

结合XML与关系数据库各自在数据管理上的优势,设计了基于XML的遥测数据管理系统。其中,对遥测数据的存储除了直接XML结构化存储外,还提出了“数据分段”的方法存储大数据量参数,在实际系统运行中表现出很高的数据检索效率。由于XML文档在Internet数据发布上具有先天的优势,系统可直接将未解析的XML文档输出到客户端,因此提高了遥测数据的发布能力。