高动态电动伺服机构1553B总线通信的设计与实现

目前1553B总线通信在航空航天领域应用广泛,电动伺服机构作为导弹控制系统的重要组成部分,大量采用1553B进行总线通信.高动态要求下电动伺服机构控制优先级一般高于1553B通信处理的优先级,主要介绍基于BU-61581S6总线接口协议芯片RT端软件接收数据的时序处理方法,保证高动态条件下提高1553B的通信速率和可靠性以及电动伺服机构的高动态响应.     

基于EPA总线的载人航天运载火箭电气系统设计

为提升载人航天运载火箭电气系统实时数据吞吐率与系统测试效率,提出了一种基于EPA总线的电气系统数据传输方案。首先制定了载人航天运载火箭电气系统总体方案,接着对基于EPA协议的总线拓扑结构进行了分析与优化,然后在明确了信息传输与处理冗余模式的基础上,构建了符合载人航天运载火箭应用要求的箭地一体化通信体制,并对该总线体制下的数据流量进行了规划,最后针对该总线网络进行了系统传输性能理论计算。计算结果表明,在保证实时性、安全性等指标的基础上,相比传统电气系统总线体制,数据吞吐率有了明显的提升。     

一种嵌入式处理器间SPI总线通信优化方法

SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)作为一种全双工的同步通信总线,常用于嵌入式处理器间的通信.提出一种在P2020处理器与基于Xilinx K7 FPGA芯片的软核处理器间的SPI总线通信优化方法.利用SPI总线双向同步传输的特点,提出一种简易且有效的通信协议保证通信质量;根据SPI总线两端处理器的时钟频率,设置SPI总线波特率,提升数据传输速率;同时,考虑SPI总线两端处理器的处理频率的差异,设置合理数据传输延迟,保证数据传输的正确性和稳定性.实验结果表示,该SPI总线通信方法在上述平台中能够达到750KB/S的通信速率,能够满足多种嵌入式平台的数据传输需求.     

一种面向多应用业务的服务质量保证机制

针对服务质量的性能指标——延迟,提出了动态优先级策略。该策略可以根据实时状况确定数据包的发送顺序,从而满足各业务的服务质量要求。仿真实验表明,动态优先级策略显著改善了各应用业务数据包在延迟、吞吐量及丢包率等方面的性能。     

一种基于FC总线的三层组播通信功能设计和实现

一般情况下,FC总线数据传输功能需要上层软件、底层硬件和操作系统一起配合才能进行,而数据的实时性传输、低误码率传输以及高可靠性传输对软件和硬件的要求都比较高,并且需要软件和硬件进行高效率配合。当整个FC总线网络设备关系极其复杂,但又对FC总线数据通信要求比较高时,就需要用到FC总线的组播通信功能。对此提出一种基于FC总...     

基于静态优先级的调度

应用实时系统,如航空电子系统,不仅要满足调度任务的强实时约束,而且要具有较强的系统功能,即需要较高的系统任务可调度利用率。本文首先给出实时任务调度算法的分类及基于优先级调度算法的性能分析;然后详细描述了静态优先级任务系统的调度算法,以及在诸如航空电子系统数据传输网络设计中调度方案的选择。     

基于VxWorks的末制导雷达通用信号处理平台设计

通用的雷达信号处理平台在中断响应、数据传输等方面对系统的实时性和可靠性要求较高,在设计时有必要采用高性能的实时操作系统,同时采用PCI总线来保证高速的数据传输。为此,基于实时操作系统VxWorks,以高性能微处理器PowerPC7457为核心,采用PCI总线机制,借鉴软件模块化思想,构建了通用的雷达信号处理平台。可用于信号处理算法的开发验证,具有较高的实时性和扩展性。     

基于1553B总线的惯导系统终端设计

为了适应惯导系统数据传输的实时性和可靠性的需求,本文提出了基于1553B总线的惯导系统数据采集和传输方案.文章描述了1553B总线终端接口芯片BU-61580的内部寄存器和RAM资源,提出了BU-61580与TMS320F206 DSP芯片的硬件接口设计和软件接口设计方案.实现了1553B终端RT与总线控制器BC之间的...     

MIL-STD-1553B总线数据压缩研究

MIL-STD-1553B总线具有实时性、确定性和高可靠性,广泛应用于航空、航天、舰船、坦克等安全、任务关键平台,但其传输率已不能满足日益增长的高传输率需求。针对实际1553B总线系统中存在的大量零元素和数据传输前后变化比例较小的情况,提出了基于软件的数据压缩编码以有效提高实际的数据传输率。分析了零跟踪编码、众数跟踪编码、游程编码、改进型游程编码和差分编码的设计方法,并给出了在现有1553B总线上消息传输中的压缩编码应用。     

基于IEEE1394的光纤通道技术

IEEE1394是一种高速串行总线数据传输标准,具有灵活、可扩展性和实时性好等特点,被认为是解决数字图像通信的理想方案之一。光纤通道作为适用于未来航空电子系统的一种高性能的总线技术,具有兼容性好、延迟低、可靠性高、传输速度快和传输距离远等优点,并可为其上层协议提供一种通用的高速率数据传输通道。本文基于IEEE1394的光纤通道的基本特性,提出了一种在光纤通道中进行IEEE1394通信协议映射的基本方案,为实现基于光纤通道的不同航电总线互连提供一种备选方案。     

一种优先级区分的机载无线网络MAC层自适应退避算法

针对现有无线网络媒介接入控制(MAC)协议退避机制存在的竞争窗口(CW)易产生振荡、不能为紧急业务提供低时延QoS保障、难以区分服务类别等不足,提出了一种区分业务优先级的自适应退避(PAB)算法。该算法在二进制指数退避(BEB)算法的基础上,根据信道忙闲标识和业务优先级自适应选择相应退避阶段,通过参数设置可对不同优先级业务相邻退避阶段的前、后转移概率进行调整。利用二维马尔可夫链理论对PAB进行了建模分析,理论分析获得了饱和吞吐量和平均MAC时延的数学表达式,仿真实验结果表明:在机载无线网络(AN)环境下,PAB的性能相对BEB有了显著提升,可有效保障机载无线网络多业务类型的传输需求。     

基于优先级调配的进离场航班序列动态优化

以可变的优先级作为调配手段,针对航班的进离场序列建立了一种动态优化模型.首先,根据不同进离场阶段的航空器燃油消耗率和安全系数,进行航班初始优先级分配;然后,考虑机场的空中等待航班数量、空域容量、场面容量以及机场的起飞需求,对航班优先级进行二次调配.以总耗油量为目标函数,引入合作型协同进化遗传算法,设计了令一对代表个体形成合作团体的新的代表个体选择方案,改善传统遗传算法中存在的种群多样性低、易早熟等问题.仿真结果表明,在机场容量限制下,该模型仍可以实现流量的动态调配,并有效降低燃油消耗,缓解机场空域及场面的运行压力.     

Packet Radio Monitoring Via Repeater-On-Packets

The packet radio network (PRNET) is a store-and-forward packet switching system consisting of switching nodes which share a single radio communication channel. Recent studies have shown that PRNETs can easily be saturated and become unstable unless efficient routing and flow control algorithms are used. To enable point-to-point packet transportation, network stations assign a code (label) to each repeater; the process of assigning such labels is referred to as "network initialization." The initialization procedure assumes that the network topology is now known a priori and is changing with time. Thus the initialization procedure involves mapping of network topology, determining network structure (labels for repeaters), and transmitting labels to the repeaters. Although many authors have developed analytical models to study channel access schemes, no one has yet addressed the initialization issue. We present a Markov chain model which enables one to obtain in close form the optimal rates at which repeaters and station must transmit repeater-on-packets (ROPs) and label packets (LLPs) to minimize the network initialization time in a one-hop network, finite buffer station. Our most important result is that the network initialization time is relatively insensitive to the station transmission rate, but the repeater transmission rate must be carefully chosen to achieve rapid initialization.     

Efficient scheduling algorithm for demand-assigned TDMA satellitesystems

An efficient scheduling algorithm (stations burst plan) for demand-assigned time-division multiple-access (TDMA) satellite network systems is introduced. The total demand for transmitting data through a transponder may exceed the available bit-rate capacity, and a scheduler of the system wishes to utilize the system with minimum changes of slot allocations while maximizing throughputs. By implementing such a burst-plan algorithm, transmission of all demanded data traffic can be completed with minimum unused resources (idle slots). The underlying ideas adopted for the algorithm are that jobs with shorter remaining processing times should have higher priorities and that as many jobs are processed at a time as possible. The algorithm is particularly useful for deriving smooth burst plans for a satellite system with a large number of ground stations     

载人航天飞行任务USB测控网优化配置解决方案

以我国载人航天飞行任务为背景,针对历次任务中USB测控网使用上出现的测站任务准备时间过长、与其他任务测站使用相冲突、测站使用效率不高等问题,在统计和分析实战任务数据的基础上,给出了一个载人航天飞行任务USB测控网优化配置的可行性方案,并提出了任务中选择测站的原则和测站配置确定流程,以期能够在今后的任务中更为合理地分配有限的USB测控网资源,提高其使用效率。     

空间站姿态控制系统实时仿真研究

研究了五棱锥构型的单框架控制力矩陀螺群作为执行机构的空间站姿态控制系统的实时仿真问题.根据空间站姿态控制系统的实时分布式仿真要求设计了仿真节点结构,综合了四种网络连接形式构建系统的实时网络环境,说明了仿真系统软、硬件平台的选择,以及系统仿真中的调度设计问题.最后对整个系统进行了分布实时仿真,运行结果说明了这种空间站姿态控制系统方案是可行的.     

Near Optimal Ground Support in Multi-Spacecraft Missions: A GA Model and its Results

This study addresses the optimal allotment of ground station support time to low Earth orbit (LEO) spacecraft with clashing radio visibilities. LEOs now form a critical global infrastructure for natural resource management, rescue, crop yield estimation, flood control, communication, and space research and travel support. In the multi-spacecraft scenario, ground support becomes complex because of spacecraft-specific constraints, station configuration, spacecraft priorities and priorities of payload and special operations. A generalization of the classical product mix problem, spacecraft support is NP-complete and more complex than the former because of arbitrarily defined profitability profile. Genetic algorithms (GA) are used to near optimally resolve visibility clashes. It concludes with the illustration of real life spacecraft support optimization problems routinely faced by mission managers. A spin-off of this work is that it can enable the decision maker to also determine optimal ground station locations and support capability deployment in diverse planning scenarios.     

双口RAM在航天伺服系统中的应用

航天伺服系统中数据传输具有高速实时等特性,针对采用双口RAM进行并行数据传输时易发生冲突的问题,提出了一种新的数据传输机制。不同于现有握手等待和优先级抢占等方案,从最根本的分时访问总线和数据空间的角度出发,设计了一种同步分时访问机制,实现了无冲突访问数据的高速传输。基于该同步分时访问机制,设计了基于FPGA的双口RAM数据传输方案,并通过仿真验证了该方案的可行性。搭建了数据传输测试平台,设计了多种测试用例。经过测试表明,该双口RAM性能稳定,实现了零误码率数据的高速传输。     

航空制造多项目优先级模糊综合评价方法

针对企业多项目并行执行时可能出现冲突,提出多项目冲突优先的模糊综合评价方法,通过建立优先级评定矩阵、分类分解评判因素的层次结构、建立评价集、确定因素权重,最后建立多项目优先级模糊综合评价矩阵,从而确定项目的优先级关系,实现项目冲突消解。并以某型飞机机翼和机身制造项目为例验证了方法的可行性和正确性。     

基于TOPSIS算法的数据中继任务动态优先级设置方法

针对中继卫星系统资源分配中的数据中继任务优先级设置问题开展研究,提出动态优先级评价方法,打破现有基于预设固化时段完成冲突消解的任务规划模式.综合考虑用户、需求,以及任务重要性等因素,建立任务优先级两级评价指标体系.其中,刚性优先级用于度量资源申请的必要性,柔性优先级用于维护资源分配的公平性,同时促进资源使用的合理性.详细列举了各项指标的量化模型,给出了柔性指标综合计算算法.在实验分析中,通过大量数据统计,测试了所提方法的可行性和有效性.