新的数据接口技术

MIL—STD—1553B定义的数据总线系统已在空间仪表系统中广泛用作总线上各单元间的数字传输。虽然,这种总线对远置单元电子电路或变压器中可能产生的短路故障有抗柢能力,但它仍会受电缆终端故障所影响。在主总线电缆上出现的开路或短路会使整个总线系统损坏。本文介绍一种新的数据总线接口技术,它不受电缆终端故障的影响。这种新的接口电路的主要特点是主单元与远置单元间的通信不受电缆终端故障的影响。在多级导弹等的应用中,级间分离后,无需考虑电缆特性阻抗的重新端接。这种新技术的关键是有一个较标准接口变压器稍为复杂的方向耦合变压器。本文介绍了方向耦合变压器的设计方程式和新的数据总线系统的实验结果。     

空间站系统航天器间1553B总线网络的路由机制研究

针对空间站系统多个航天器上多条1553B总线组成的总线网络上的复杂数据交互需求,提出了一种面对用户数据包的集中式高效静态路由机制,可实现航天器内和航天器间各类平台数据的稳定可靠传输。该机制简化了传输层和网络层的协议,通过对应用层数据包进行总线采集和查表寻址实现了一对一路由和组播路由,显著提高了系统资源的使用效率。文章给出数据包应用层协议、路由表配置和路由过程控制方法,并描述该机制在空间站系统的应用验证情况。实测数据表明:与广泛应用的UDP/IP协议相比,采用该路由机制能够明显降低协议开销,提高有效数据传输效率,更适用于多航天器设备间的数据交互。最后,探讨了各类飞船和来访航天器应用该机制实现与空间站数据交互的方法。     

基于MCP2515和S3C2440组建CAN总线通信系统的设计与实现

CAN总线在嵌入式系统开发中有着广泛的应用,多数嵌入式处理器没有CAN总线控制器,所以需要通过外部总线自己扩展CAN总线接口,使S3C2440芯片可以控制CAN总线数据的发送和接收,本文采用MCP2515总线控制器扩展S3C2440芯片的接口功能——利用SPI接口扩展CAN总线接口。本文详细介绍了CAN总线硬件的接口设计,并详细说明嵌入式Linux操作系统上CAN设备驱动程序的具体设计。     

空间数据系统电子数据单工具链设计

为了提高星载信息系统在设计、测试、维护和运控过程中数据的流转效率,以电子数据单技术为基础,提出了电子数据单工具链的通用架构,给出的设计方案可实现数据文件的自动转换,有助于数据在各异构系统间的无缝传递。在航天器星载接口业务电子数据单(SEDS)基础上提出了适用于描述业务接口信息及其关系的S-SEDS,为业务间的信息交换提供了解决途径。以1553B总线电子数据单为实例对架构进行了验证,结果满足使用需求。文章为星载信息系统设计到应用全过程中的通用工具链设计提供了思路,有助于实现星载信息系统各部件的即插即用技术。     

基于CAN总线节点的标准化测试系统设计

本文拟对导弹测试系统实现标准化,完成了基于CAN总线节点的标准化测试系统设计过程及功能测试。文章详细讨论了标准化测试系统的设计过程,采用可复用设计思想,对测试系统各设备实现基于CAN总线节点的标准化设计。设计首先针对测试系统中的共有成分进行硬件与配置接口设计,之后重点突破非共有成分的标准化设计与配置接口设计。该标准化测试系统通过控制台确定配置界面和选项,上位机编译程序软件实现具体测试功能。测试结果表明该CAN总线标准化测试系统工作稳定,功能完善,满足设计需求。     

高速智能MULTIBUS总线遥测接口

介绍了高速智能ＭＵＬＴＩＢＵＳ总线遥测接口的设计思想。接口采用了Ｉｎｔｅｌ８０１８６高性能微处理器，在ＭＵＬＴＩＢＵＳ总线上实现了高速数据采集；而在系统实时工作方式下，使遥测数据吞吐率达０．６ＭＢ／ｓ以上，实现了高速遥测数据实时存盘。重点介绍了此接口的设计方案、信息流程、工作方式及使用效果。     

具有自愈功能的PC/104接口板的设计

为了改善导弹控制系统的性能,设计PC/104接口板模拟工业控制现场控制器。通过CAN总线与CPLD合并为PC/104总线接口,用总线接口卡从ISA总线上得到数据;通过光收发一体模块发送数据帧到另一端的总线接口板卡上,同时读取另一段总线接口板卡的发送数据;重点给出了基于CPLD的光纤自愈接口电路的实现方法。该设计提高了控制系统的可靠性,增强了抗震和抗电子干扰的能力。     

总线间高速数据传输通路的设计

高速数据传输通路作为基本型遥测处理子系统的一个关键模块，起着沟通ＶＭＥ总线与ＴＰＳ总线的桥梁作用。它可以按要求接收并缓冲ＴＰＳ总线的遥测数据，将其送至ＶＭＥ总线供系统存盘、显示及网络传输用；亦可将ＶＭＥ总线的数据送上ＴＰＳ总线。本文主要介绍了高速数据传输通路的性能、特点及主要功能，描述了其方案的选择及电路设计，并给出了原理框图。     

H－I运载火箭控制系统

Ｈ－Ｉ运载火箭概况、主要技术性能以及控制系统的配置和功能在文中作了介绍。详细介绍了惯性测量装置、陀螺仪、加速度表、数据接口单元等。最后介绍了系统工作和飞行试验结果。     

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.     

一种星载电子设备嵌入式集成管理单元设计

根据批量化的低成本卫星以及快速响应卫星对星上电子设备接入及管理的灵活性,电子设备功能密度、可靠性以及成本等提出的新要求,研究开发了一种基于系统级封装(SIP)技术的国产化星载通用电子设备嵌入式管理单元。将卫星电子设备的运算单元、通信接口、遥测信息采集、遥控执行、程序存储、数据存储、模拟与数字转换集成到统一的接口管理单元中,并构建通用的调度与功能软件中间件,实现星上接口和测量管理的标准化,提高了系统集成度,降低了系统功耗。     

基于TMS320F2812的CAN总线接口通用电模拟器研制

基于TMS320F2812及其内置CAN总线控制器,开发了一套适合多种CAN总线接口配置要求 的通用电模拟器硬件系统,用于某型卫星地面电联试系统中敏感器电模拟器的研制,取得了 良好效果。该电模拟器硬件系统具有CAN总线接口配置灵活、数据处理能力强、应用程序开 发方便、通用性强等特点,可用于卫星地面电联试系统中的多种电模拟器开发研制。
     

小卫星CAN总线网络物理层研究

控制器局域网（CAN）总线是目前卫星采用的总线之一,CAN总线网络物理层的设计对通信性能有直接影响。文章对传输介质、阻抗匹配、信号反射、接口电路、位定时配置和网络连接等设计进行了分析,对网络物理层主要参数的影响进行了仿真和测试,提出了传输介质、防反射、接口电路和位定时参数等四个方面的改进措施。     

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。     

一种基于RapidIO总线的高速图像数据传输设计

为解决传统图像处理系统带宽不足的问题,设计了一种基于高速串行RapidIO总线的图像处理系统,该系统通过Camera Link接口接收图像数据,经过FPGA预处理之后,通过RapidIO总线传输到DSP内存中,进行复杂的算法处理。本设计通过FPGA实现了RapidIO接口,采用了基于FIFO缓存的设计方法,来实现Camera Link接口与RapidIO接口间的匹配和转换。试验证明:该系统工作稳定可靠,数据传输速率高,满足应用需求。     

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。     

多路高速数据缓存器应用分析

文章将总线的概念引入数据处理器,提出一种星载高速数据传输总线。在一定的排队原则下,具体描述了总线控制器控制各个遥感数据分时复用总线的过程,从理论上分析了遥感数据进入总线前缓存的FIFO容量大小,并对FIFO容量进行了仿真,给出了总线与遥感器的接口信号及电路。     

基于双通道外部总线接口的LCD显示设计

以带有双通道外部总线接口的AT91SAM9263芯片为例,提出一种新的利用双通道外部总线接口实现LCD显示的方法。给出硬件电路、bootloader和Linux kernel等的具体实现,并测试系统性能,说明了双通道外部总线接口在提升系统性能方面的重要作用。     

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。     

关于软件自动测试的实践——双星计划总线控制器软件测试中自动测试的应用

在双星计划中，有效载荷公用设备分系统中的总线控制器是系统中的主控单元．其软件是系统的核心软件。在总线控制器软件的配置项测试工作中．采用了一些软件测试自动化的思路和方法。在测试规划上按照测试用例数据自动生成、测试过程自动执行、测试结果自动分析等方面进行测试安排和实践。测试实践的结果表明。自动测试在提高测试效率和测试充分性，保证测试的质量等方面效果明显，但是在测试有效性上没有贡献。并且增加了测试的工作量。