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...     

月球轨道器模块化综合电子设计与实现

以嫦娥五号轨道器为背景,介绍了可重构模块化综合电子方案的设计。从综合电子功能需求分析入手、结合轨道器构型,搭建了综合电子系统体系架构。运用模块化的思路,规划了轨道器综合电子的基本功能模块类型,介绍了内总线的通用化设计,给出了单机的具体配置,并在此基础上进行了综合电子信息流设计。在计算机技术方面,重点介绍了既可以工作于热备份模式,又可以工作于冷备份模式的可重构设计。     

先进制程芯片在轨飞行验证通用系统设计

中国空间站的建立为国产先进制程芯片提供了真实的在轨飞行验证条件。为实现不同种类、不同型号国产先进制程电子元器件在空间辐射环境中的验证,设计了一种通用的在轨飞行验证系统。系统采用“主控单元+试验单元”的平台架构,运用在轨可更换模块和可重构的系统设计,支持航天员定期在轨更换试验模块以完成验证任务的在轨升级。文中给出系统的硬件设计、软件数据管理机制以及在轨飞行验证结果。结果表明,该系统设计有效,成功完成了16 nm FinFET、28 nm亿门级FPGA、高速DAC等10类20余款国产先进制程芯片的在轨工作监测,可为国产先进制程芯片空间适用性研究提供参考。     

小型空间飞行器通用化遥测系统设计与实现

针对传统遥测系统多设备、复杂电缆连接架构无法满足小型空间飞行器对小体积、轻重量、自主化程度高的遥测系统需求的问题,提出了一种小型空间飞行器通用化遥测系统设计方法。该方法引入集成化、模块化设计理念,采用混合编帧、双时序设计和故障自检测等方法,设计形成了一种通用化架构,包含了多种硬件模块和软件单元,集成于遥测综合装置,满足了空间飞行器小型化轻量化要求,系统时序灵活,自主化程度高。地面和飞行试验表明,该方法可快速适配小型空间飞行器需求,体积小、重量轻,具有良好的应用前景和推广价值。     

伽利略导航试验卫星电子系统设计概述

从2005年12月发射首颗试验卫星以来,欧洲伽利略卫星导航系统建设进入了新的阶段。GIOVE-A卫星平台和有效载荷电子设备的设计体现了当前先进的综合电子系统设计思想,卫星电子系统在集成化、模块化和网络化等方面具备了较高的技术水平。文章调研并分析了伽利略系统首颗试验卫星GIOVE-A的电子系统设计研制和在轨运行情况,可为我国全球导航卫星系统研制提供参考。     

基于FPGA的星上影像正射纠正

传统的遥感影像正射纠正需要等待遥感影像下传到地面接收站后才能处理,这已不能满足用户对影像处理时效性的要求,为了解决这一问题,文章研究了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的星上正射纠正实时处理平台。基于FPGA的正射纠正平台采用模块化设计,主要包括外方位解算模块、旋转矩阵计算模块、坐标转换模块和插值模块。通过对SPOT6影像数据进行实验,比较了基于FPGA平台的正射纠正和基于高性能计算机平台的正射纠正的纠正精度和处理速度。实验结果表明基于FPGA平台的正射纠正的精度在1个像素以内,满足纠正要求;基于FPGA平台的正射纠正速度是基于高性能计算机平台的正射纠正速度的4.3倍。利用FPGA进行正射纠正能够提高纠正速度,并能保证纠正精度,具有广阔应用前景。     

卫星综合电子系统多总线融合接口设计

针对在轨模块更换中在轨升级时可更换模块接口受限的问题,分析了在轨升级时模块更替对接口通用性的需求,基于卫星综合电子系统提出了一种新的融合总线的通用接口的设计并搭建了验证平台。该融合总线通用接口融合了4种常用通信总线,能够同时挂接4种通信协议的模块,适应成熟的可更换模块的通信接口,对我国卫星在轨模块更替以提高在轨升级卫星功能有重要意义。     

模块化应用技术的探讨

简述了电子产品模块化的特征 ,分析了通用模块的配置、模块的配套性和模块成组应用等情况 ,特别介绍了电子模块的电应力保护和热要求 ,以作为模块开发和应用的参考。     

模块化热控技术及其在低轨卫星中的应用

针对模块化卫星各模块结构独立且需满足重复分离的要求,以及热耗不均衡分散分布的特点,提出金属基底-阵列碳纳米管热接口、结构板石墨稀涂膜及智能热控涂层散热面的模块化热控技术。该热控技术建立了可重复分离的模块间及受限空间模块内部的高效传热路径,并可自适应外热流变化,从而实现模块化卫星分散式热耗的协同散热。通过热仿真有限元分析模拟了近地圆轨道卫星在轨极端工况下的温度响应,结果满足热控指标要求,验证了模块化热控技术在低轨模块化卫星中的应用。     

国外小型卫星公用平台模块化设计简况

概述了国外小型卫星的发展及其公用平台模块化设计的效能,重点介绍了英国、美国海军和空军研制的小型卫星公用平台模块化设计情况,对我国研制的小型卫星公用平台应走通用化、系列化、组合(模块)化的设计路子进行了分析,并提出了建议。     

空间机器人一体化仿真系统的研究与实现

为对空间机器人关键算法进行验证和评估,开发了一套一体化仿真系统。该系统基于模块化设计思想,由遥测遥控接口、轨迹规划与控制、系统动力学模型、系统3D几何模型、相机成像模型、图像处理与位姿测量、碰撞检测与安全预警等模块组成。其中,3D实体模型及仿真场景由OSG(Open Scene Graph)建立,各关键模块的算法采用C语言编程实现,可对空间机器人执行在轨任务的关键算法进行闭环验证。最后对两种典型工况进行了仿真实验,结果表明了该系统的有效性。     

基于PXI的1553B总线通讯模块设计

作为一种新型的高性能、热插拔和模块化测量仪器标准总线,PX I总线已经日益广泛应用于信息产业、工业实时控制以及国防工业中。本文介绍了一种采用PLX Technology公司的PCI总线协议接口芯片PCI9030和DDC公司的1553B协议芯片BU-61580实现基于PX I的1553B总线通讯模块的硬件设计方案,并对关键电路的设计要点、PCB板设计和软件编程进行了较详细的叙述。通过该模块设计为航天领域测控系统开发其他PX I模块和搭建PX I测控平台提供技术借鉴。     

双臂自由飞行空间机器人捕捉目标实验研究

本文主要介绍了在地面上模拟的空间微重力环境下双臂自由飞行空间机器人捕捉目标的实验。首先介绍了双臂自由飞行空间机器人地面实验平台，该实验平台由机器人模型、视觉系统、无线通讯系统、网络系统、操作台、运动规划系统、气浮系统七个子模块构成。其次简单介绍了双臂自由飞行空间机器人捕捉目标策略，最后介绍了基于该实验平台的几种实验。     

Virtex4系列FPGA开发平台设计

介绍了基于Xilinx公司的Virtex4系列XC4VLX160开发的FPGA验证平台以及四核处理器在该平台上的应用,对FPGA模块设计、Ethernet模块设计、CAN总线模块设计、ARINC429模块设计,以及如何调试进行了详细说明.实践证明该FPGA开发平台可加快S698P并行处理芯片的研发进程.     

基于Zynq平台的弹载计算机设计

针对现代控制系统对弹载计算机提出的新要求,设计了一种以全可编程SoC芯片Zynq为核心处理器的弹载计算机,使其在运算性能、产品功耗、设备体积等方面产生了大幅提升。利用Zynq内嵌的ARM硬核来运行自检、装订、输出检查及导航制导控制算法等功能,通过芯片集成的可编程逻辑资源实现丰富的外围接口协议并设计为自定义IP,自定义IP通过标准的AXI总线连接到处理器的ARM内核上。给出了弹载计算机的硬件系统设计及软件系统设计方案,并详细分析介绍了各个电路模块的设计思路、软件系统模块化设计思路及系统工作流程。搭建了半实物仿真验证平台,通过试验,证明了该弹载计算机设计合理,各项功能工作正常,性能满足控制系统使用要求。     

模块化可重构空间系统研究

模块化可重构空间系统由多个外形尺寸相同的模块组成,具有组织方式灵活、维修操作方便、适应性强等优点,可有效提高空间系统的可维修性,降低空间系统建设成本,满足空间应用的多任务需求。文章对国外模块化可重构空间系统的发展情况进行了介绍,如日本"可重构空间系统"(RSS)、应用"超级机器人"(SuperBot)和应用卫星模块(Satlet)的美国模块化可重构空间系统。针对我国模块化可重构空间系统的发展,建议首先发展模块化异构系统,采用分布式与集中式相结合的控制方法。     

国外航天器电子系统的几个重要发展趋势

首先,界定了所讨论的航天器电子系统的范畴,即限于航天器平台或公共服务模块部分的电子设备。然后,从分布式模块化结构电子系统发展、工业标准体系的应用、空间电子单机与元器件先进制造技术影响和数字化设备应用等方面,综述了国外航天器电子系统技术十余年的发展成果和趋势,其中重视系统体系结构研究、工业标准向空间技术领域推广等经验值得借鉴。     

一种新型高可靠箭载综合电子平台设计与实现

基于“总线+硬件冗余+结构+软件架构”平台定义,提出一种新型高可靠箭载综合电子平台：机外采用航天实时以太网(Aerospace Time-Triggered Ethernet, ATTE)总线,机内采用GLINK总线,基于6U-VPX模块结构建立了“主控三冗余+执行双冗余”的硬件平台,嵌入基于“火箭云”的实时分区操作系统。对GLINK总线和执行控制电路进行了可靠性设计提升,提出结构一体化高功率散热设计和大质量力学设计方法,研制出新型高可靠综合电子平台样机,性能分析和实测结果表明了新平台的优越性。     

基于电子技术虚拟实验平台的实验教学实践

阐述了电子实验教学方式改革和教学手段现代化的思路,介绍了基于虚拟仪器技术的综合实验平台和虚拟电子实验环境的建设,及其在电子实验教学内容和方式改革中的应用。     

基于电子技术虚拟实验平台的实验教学实践

阐述了电子实验教学方式改革和教学手段现代化的思路,介绍了基于虚拟仪器技术的综合实验平台和虚拟电子实验环境的建设,及其在电子实验教学内容和方式改革中的应用.