机载固态数据存储器地面测试接口设计方法的研究

描述了机载固态数据存储器与地面测试计算机通信接口的硬件设计和相应的软件设计，根据不同的应用要求，采用不同的设计方法，其中包括近距离直接ＲＳ２３２串行通信、长距离电流驱动ＲＳ２３２串口通信和ＲＳ４８５异步通信。介绍了采用ＭＡＸＩＭ公司的ＭＡＸ２３２和ＭＡＸ４８５实现各种通信接口的设计方法。     

卫星设备单片机时序设计

主要介绍单片机访问外部程序存储器和外部数据存储器的时序要求,以及利用Pro-teus软件对单片机在访问外部存储器时的时序进行仿真,并且在实际的电路中对访问时序进行了测试,验证了时序设计的合理性。     

基于ISA总线的高码速率大容量遥测数据存储器的研究

介绍基于 ISA(Industry Standard Architecture)总线的高码速度大容量遥测数据存储器的研究。作为计算机主存储设备的硬盘 ,它具有体积小 ,存储容量大的优点 ,本系统拟采用硬盘作为存储设备 ,且遥测数据在存储数据时采用脱线工作方式 ,我们设计了该存储器和计算机的接口且实现了对硬盘传输数据的 PIO(Program Input Output)方式的编程和对遥测数据的差错控制     

空间DSP信息处理系统存储器SEU加固技术研究

当前以高性能DSP为核心的信息处理系统被广泛应用于空间飞行器电子系统 中。DSP系统为实现大数据量信息处理,通常需要扩展其外部存储器。而存储器件在空间应 用中容易发生单粒子翻转（SEU：Single Event Upset）,使得存储器件中数据发生改变, 从而导致系统计算结果错误,甚至可能导致系统功能失效。在介绍信息处理系统存储器件SE U机理的基础上,针对DSP信息处理系统存储器的结构特点,提出了一种基于“反熔丝型PROM +TMR加固设计FLASH+EDAC加固设计SRAM”结构的存储器SEU加固设计方案,并进行了原型实 现。实验分析表明该设计具有较好的抗SEU性能和较强的实时性,可以为同类型的空间信息 处理系统设计提供参考。
     

用E~2PROM存储数据的CPU—EPROM飞行数据采集和处理系统

本文在介绍一种用E~2PROM存储器存储数据的飞行数据系统的基础上,重点分析了E~2PROM存储器的特性和系统清除存储器写存储器的硬件软件。这种系统在模型飞机试飞中使用过一年,证明其性能稳定可靠,有磁带记录器无可比拟的优越性。     

基于FLASH的固态存储器

介绍了所设计的FLASH固态存储器原理样机的存储模块、CPU模块、数据处理模块等主要组成部分，给出了与非型(NAND)FLASH存储器、数字信号处理器(DSP)等关键器件的工作模式和性能等，并说明了软件功能和无效块管理表数据结构，以及结构设计的特点。相关的系统测试结果表明，所设计的FLASH固态存储器的性能可满足型号的要求。     

具有SDRAM容错和检错功能的PowerPC 高性能处理单元设计

介绍一款PowerPC架构的高性能嵌入式处理单元设计.利用PowerPC体系结构内建的差错检测和报告机制,采用CPLD设计和实现了三模冗余(TMR)SDRAM存储器模块,不但提供高速存储器的容错能力,还具有差错检测能力,提高了处理单元的可靠性.介绍一个分布式容错计算机的实例,并分析了该方案的优点.     

一种高传输带宽海量数据高性能固态存储技术

基于高分辨率对地观测卫星高数据带宽及海量存储的需求,介绍了一种高性能固态存储技术。以多路高速串行数据总线作为对外接口,以非易失性存储器阵列作为数据存储介质,实现了高速海量载荷数据的传输、存储和文件管理。经高分七号卫星验证,结果表明:采用该技术的存储系统具有传输速率高、存储容量大及数据多维检索等能力,可为今后卫星载荷数据存储提供新的设计思路和方法。     

基于汉明码的32位数据纠错电路设计

空间应用计算机硬件系统的电子器件容易受到电磁场的辐射和重粒子的冲击,导致星载计算机中的数据特别是存储器中的数据出现小概率的错误,这种错误若不及时进行纠正,将会影响计算机系统的运行和关键数据的正确性。根据汉明码的纠错原理,可设计出一个用于32位SRAM存储器的数据纠错电路。该电路基于FPGA实现,具备检测2位错误并纠正1位错误的功能,有一定的实际应用意义。     

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     

数据处理软件与机载数据采集软件的连接

由于飞行测试数据采集和遥测系统引用了能提供动态控制能力的微型计算机,所以软件正日益成为机载数据系统的一个不可缺少的组成部分。通常,软件的重要性总是被机载系统的许多用户所低估,甚至迄今,他们还在担心能否把PCM数据循环图编程到电可编程序只读存储器(EPROM)并将它们插入机载硬件中去。由于较新的可编程序系统使用带有电可擦可编程序只读存储器(E~2PROM)和随机存储器(RAM)的微型计算机来提供实时工程单位(EU)显示和控制能力,因而机载软件就成为整个系统计划的一个中心环节。在这些数据采集系统中,实时数据显示和控制所提出的程序设计要求,使地面站的数据处理软件和飞机上的数据采集软件之间要有软件结构控制和一种软件(固件)连接变得非常重要。本文介绍飞行测试过程中新出现的这类问题的一种解决办法。     

基于改进型(14,8)循环码的SRAM型存储器多位翻转容错技术研究

SRAM型存储器空间应用通常采取纠一检二(SEC-DED)的方法,克服空间单粒子翻转(SEU)对其产生的影响。随着SRAM型存储器工艺尺寸的减小、核心电压的降低,空间高能粒子容易引起存储器单个基本字多位翻转(SWMU),导致SEC-DED防护方法失效。在研究辐射效应引起的SRAM型存储器多位翻转模式特点的基础上,提出一种基于改进型(14,8)循环码的系统级纠正一位随机错和两位、三位突发错同时检测随机两位错(SEC-DED-TAEC)的系统级容错方法。基于该方法的存储器系统容错设计具有实现简单、实时性高的特点,已成功应用于某型号空间自寻的信息处理系统。仿真试验及实际应用表明,该方法可以有效防护SRAM型存储器件SWMU错误,有效提高了空间信息处理系统可靠性,可以为其它空间电子系统设计提供参考。     

FY-3卫星DPT延时链路高可靠全球数据获取技术研究

为提高风云三号(FY-3)卫星星上全球数据获取的可靠性,根据A,B,C星遥测数据采用全球实时广播链路和延时链路(MPT/DPT)将境内外数据进行拼接而实现各载荷数据全球拼图的不足,对04星仅用DPT延时链路的高可靠全球数据获取技术进行了研究。采用全新的FLASH存储器读写控制及坏区管理技术;用反熔丝FPGA实现高速数据处理,将空间环境影响降至最低;采用星上设计兼容境外记录/境内回放和全球记录/境内回放两种工作模式提高系统的可靠性。介绍了固存读写方式、存储控制模块、固存数据回读和固存坏区管理等FLASH存储器读写控制与处理技术。设计了新型抗单粒子翻转。给出了两种模式兼容的程控方案。性能比对和试验结果表明:提出的全球数据获取技术可全方位保证04星数据的可靠下传和处理,大幅简化了地面应用系统的数据处理,提高了全球载荷数据获取的时效性和可靠性。     

空间太阳望远镜高速数据传输系统设计

空间太阳望远镜(SST)是中国未来重要的太阳观测卫星，中国科学院国家天文台和航天部五院目前正在开展该卫星的研制工作。本文介绍高数据传输速率(60Mbps)的科学数据传输系统(DTS)，该系统将SST每天采集的超大容量科学数据传送到卫星地面站，其协议与国内卫星地面站现有协议兼容。文中分析SST对DTS的系统需求；计算DTS系统星地传输链路的系统余量；侧重描述DTS的信道编码卡(CEC)的详细设计，包括设计原理、方法和实验室基带测试系统，CEC格式化海量存储器中的科学数据，插入伪随机编码(PN)及帧同步信号，生成的数据流适应四相相移键控(QPSK)射频调制及地面数据恢复系统的需求。本文最后讨论DLS检错和纠错编、解码(EDEC)的实现方法，以及如何分别利用软件、硬件或可编程器件实现系统功能优化分配。我们已研制出CEC地面样机及其测试设备，并成功验证了CEC的全新设计方法，如使用较低的工作频率完成高数据速率的传送等。     

一种基于FPGA的抗辐射加固星载ASIC设计方法

针对静态随机存储器(SRAM)型现场可编程门阵列(FPGA)空间应用的问题,提出了基于FPGA星载抗辐射加固专用集成电路(ASIC)设计的全流程,并重点对扫描链设计、存储器内建自测试、自动向量生成、ASIC封装设计、散热设计、加电振动试验等关键点的设计方法和注意事项进行了介绍。通过设计、测试、封装、试验,实现了基于静态随机存储器型FPGA转化为抗辐射加固ASIC。ASIC抗辐射总剂量大于100krad(Si),抗单粒子闩锁(SEL)阈值大于75 MeV·cm~2/mg,抗单粒子翻转(SEU)阈值大于22 MeV·cm~2/mg,满足空间应用的要求,具有很好的应用前景。     

适用于FPGA与Nand flash阵列星载固态存储器的坏块管理方法

随着遥感、雷达、通信技术的快速发展,卫星有效载荷速率爆发式增长,星载固态存储器需要存储的数据量越来越大,存储速率越来越高,存储读写次数越来越多。作为当前星载固存的主流产品,基于FPGA和Nand flash的星载固态存储器所需的Nand flash数量越来越多,单片容量越来越大。受限于Nand flash的工艺特性,基于FPGA和Nand flash的固态存储器在其生命周期内会产生更多的坏块,从而影响记录载荷数据的正确性。针对星载固态存储器使用过程中产生再生坏块问题,提出了一种基于实时坏块检测、标注和坏块数据自主搬移、坏块自主回收的固态存储器坏块管理方案,有效地消除了再生坏块对载荷数据正确性的影响,降低了再生超级坏块数据的错误扩散和重复错误概率。方案已经过测试验证并已具有多个型号飞行经历,是一种简单、高效、可靠的星载固态存储器坏块管理方法。     

卫星抗辐射加固技术

分析了FY－1C卫星运行轨道空间辐射环境，介绍了整星、单机、器件抗辐射要求。卫星研制过程中，对各单抗和系统在技术设计、元器件设计、软件编制等的抗辐射加固设计要求。特别对有CPU和存储器的单粒子翻转效应（SEU）和闩锁效应（SEL）试验。仪器和系统的软件均用故障注入的方法完成了抗SEU的仿真试验。     

无控火箭多路时序控制点火系统研究

为适应新型增雨防雹火箭需要，在原单一电子延时点火机构的基础上进行了电路改进，设计了功耗小，电压低，可同时提供多个时序的电子延时装置，满足了多次点火要求，该装置已经过飞行前的各种地面试验的考核。     

电子通讯设备的ESD防护设计

简要介绍了ESD的损伤模型和ESD对于电子通讯设备的危害，并从PCB的ESD防护设计、金属部件和金属外壳接插件的ESD防护设计、机壳的ESD防护设计和采用ESD护防的元器件四个方面详细讨论了电子通讯设备ESD 防护设计的方法。     

FY—1C卫星空间粒子成分监测器及其探测结果

简要介绍了FY－1C星空间粒子成分监测器的任务目标、工作原理、创新特色及在轨探测结果。空间粒子成分监测器用于卫星轨道空间的带电粒子辐射监测，为卫星的在轨安全和抗辐射加固设计服务。监测器在世界上实现用1套传感器完成对高能电子、质子、α粒子至铁离子的全成分监测，使我国首次获得了870km高太阳同步轨道全空间的各种重离子分布、质子能谱分布和电子通量分布，捕捉到大量的地磁暴和太阳质子事件，获得了批重要的探测成果。