无消息间隔约束的1553B总线通信软件设计方法

介绍1553B总线通信软件常用的消息处理方式，提出一种BC软件采用无间隔的消息序列方式批量处理各类总线消息和通过矢量字握手采集RT数据的设计方法，减少BC软件设计约束，提高总线消息处理效率。针对消息间隔过短导致RT软件丢消息的风险，采取中断轮询消息堆栈和循环缓冲接收数据相结合的处理方式，实现了RT软件对接收任意间隔消息的正确处理。分析及测试结果表明:改进后的BC软件设计方式无消息间隔约束，提高了总线消息处理效率和设计通用性，而且避免了RT软件丢消息隐患，提升了总线通信的可靠性。     

基于1553B总线的星载相机地面检测程序通用化设计

1553B总线是一种时分制指令/响应式多路传输数据总线,广泛应用于飞机、舰船和卫星的通信中。目前已有部分星载相机采用1553B总线进行通信,但其命令多样,数据的传输类型也不尽相同,因此,卫星在地面检测时要根据对应的协议进行测试,必要时须对程序进行重新设计、修改,工作量较大。为了解决协议频繁更改带来的测试可靠性问题,文章基于VC编程技术,借鉴程序通用化的设计思想,实现了星载相机1553B总线通信检测程序接口的通用化设计,使地面测试程序得到统一化、通用化,提高了产品的开发效率和可靠性。     

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。     

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。     

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。     

1553B总线应用层协议可靠性机制设计方法

1553B总线协议标准只规定了链路层可靠性机制,缺少应用层面的可靠性指导,而航天器上应用的可靠性设计不严谨易导致总线通讯故障。根据目前多种航天型号的实践基础,提出一套针对总线应用层协议的总线通讯可靠性设计方法。应用层可靠性设计方法制定了总线通讯分类隔离、分时通讯控制、中断响应机制、矢量请求握手机制、通讯实时性策略、数据检错纠错反馈机制等可靠性规范,力图对航天器1553B总线通讯的应用层进行全面的可靠性设计,弥补总线链路层可靠性机制的不足,为航天器总线应用时的可靠性设计提供参考,满足1553B总线通讯实时性、隔离性、信息反馈等可靠性要求。     

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。     

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.     

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。     

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...     

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。     

小卫星新一代CAN FD总线应用技术研究

针对现有小卫星CAN总线通信能力无法满足大规模星载软件在轨重构需求,文章在剖析高传输速率灵活可变数据率控制局域网络(CAN FD)总线技术特点后,提出了适用于小卫星软件在轨重构的新一代CAN FD总线技术应用方法,设计了卫星数据模型(SDM)、总线动态数据实时管理协议,进行了小卫星CAN FD总线架构设计,以及基于小卫星即插即用技术、静动态信息融合的CAN FD总线时序设计,解决了传统CAN总线协议无法适用于小卫星即插即用、高传输速率下总线通信时间占用率过高的瓶颈问题;通过设计CAN FD总线节点,对星载星务主机与下位机之间CAN FD总线通信进行了测试验证,结果表明:CAN FD总线通信协议很好地支持节点的即插即用,通信速率可以达到5 Mbit/s,满足小卫星星载软件的重构需求,可为后续小卫星工程应用提供参考。     

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。     

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...     

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。     

l553B总线在导弹控制系统中的应用研究

针对传统的导弹控制系统信号传输的弊端，提出了1553B总线传输方案，探讨了1553B总线传输方案在导弹控制系统中的基本构想与设计原则，并对1553B总线传输方案的关键技术与应用意义进行了分析。     

面向星载应用的1553B总线仿真卡二次开发软件

提炼和抽象了星载总线功能,尤其是总线复杂通信功能对1553B总线仿真卡二次开发软件的通用需求,在此基础上对总线仿真卡二次开发软件面向应用层的发送与接收子地址关联、服务请求设置响应与清除、模拟总线消息内容按多种规律变化等3个新功能进行了介绍,并列举实例加以说明,文章所述方法已在多颗遥感卫星上得到了应用。     

光纤通道在航天运输系统的应用分析

根据航天运输系统对总线技术的需求,介绍了光纤通道协议的特点,对协议结构进行了分析,并重点介绍了FC-AE协议以及MIL-STD-1553B到FC-AE-1553之间的映射,指出光纤通道在未来航天运输领域具有巨大的发展潜力。