航天设备数据传输共享管理方法探究

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1、精选公文范文管理资料航天设备数据传输共享管理方法探究　　0引[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料言　　随着航天科技、电子技术的不断进步，以及空间探测任务需求的不断提升，基于各种应用的航天器设备的复杂度和数据量也显着增大，设备在不同任务阶段产生各种发生率、数据格式及通信接口标准的数据源包，且关联设备间数据共享需求增多。为适应空间应用系统数据业务标准化、系统化的发展方向，以及多设备协同工作需求，需为多设备提供灵活高速的数据管理业务。　　传统航天数据业务中各载荷设备通过多路数据传输总线或专用高速串行数据总线直接与上级分系统互连，限制了载荷设备数量及支持的数据格式。同时，传统航天

2、器设备功能比较简单，设备间独立工作，而随着航天器任务的不断发展，同一应用过程可由不同设备完成，一个设备也可包含多种应用过程，在这些关联设备间进行灵活数据交换是实现多设备协同工作的有效途径。文中提出了一种面向空间数据系统的多设备数据管理方式，适用于设备复杂的有效载荷或其他关联过程设备管理需求。低速数据通道控制设备工作程序并监测工作状态。对复杂的业务数据采用基于应用过程的分区管理、存储转发方式，响应上层分系统指令，动态调度各类数据经由高速数据通道在需求设备间交换。扩展分系统可管理设备数量及支持的数据格式，实现设备间业务数据共享。　　1系统分析　　目前在航天器数据系统中普遍采用MIT－STD－15

3、53B总线标准，并通过高速串行数据总线作为高速数据专用通道。因此，设备数据管理单元功能包括:　　(1)[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料接收上级分系统转发的开关命令和数据注入，解析后通过低速串行总线接口通知对应设备;(2)采集设备状态数据，并通过MIT－STD－1553B上传至分系统;(3)接收设备不同任务及状态下产生的业务数据，按数据注入调度要求将数据在设备间共享或上传至分系统。　　　　图1中设备数据管理单元管理的数据类型及数据特性为:　　(1)开关命令和数据注入，为随时产生的数据包，数据量小，需实时响应该数据。　　(2)状态数据，包括设备健康数据、工作状态数据等，需

4、实时监测，数据量小，数据管理单元周期性采集各设备状态数据，格式化后上传至分系统。　　(3)[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料业务数据，该部分数据类型及流向复杂，包括图像、话音等信息，不同设备产生各种发生率、数据长度的数据源包，这些数据源包可属于一个或多个数据过程。数据管理单元根据应用过程动态组织业务数据在不同传输格式的设备中共享，并将其封装后经高速串行数据总线传输至分系统。　　设备数据管理单元为多设备提供可靠、实现简单的数据接口方式。解析开关命令和数据注入管理设备工作程序，支持设备自定义的业务数据格式，多路后转发至上层分系统，并在各设备间实现基于应用过程的数据交换。　　

5、2系统实现　　(1)硬软件协同设计　　由于业务数据量大、传输速率高以及空间环境的特殊要求，采用专用集成电路的软硬件协同优化设计方法是实现高速、高可靠数据系统的主要途径，特别是集成了处理器、存储器、逻辑器等多种硬软IP核的平台级FPGA。文中基于内嵌处理器PowerPC的FPGA设计多设备数据管理的实现方案。考虑软件调度的灵活性及FPGA的高速处理能力划分数据管理单元组成如图2。　　如图2所示，利用SoC的灵活性管理设备执行开关命令和数据注入并采集设备健康数据，而对于数据量大、数据速率高的业务数据则利用FPGA的高速及并行处理能力完成数据存储和封装，SoC[键入文字][键入文字][键入文字]精

6、选公文范文管理资料在这一过程中仅负责路径管理调度，确保了不同类型数据的并行处理和灵活交互。　　(2)开关命令、数据注入及状态数据管理　　根据系统分析，分系统通过开关命令及数据注入控制设备工作并提供环境参数，同时定期采集状态数据监测设备工作状态。设备数据管理单元实时响应分系统发送的开关命令和数据注入，并在上电状态下周期性监测各设备状态。其数据长度，封装格式和数据发生率都与业务数据存在较大差异，因此采用专用低速信道处理该类数据。在工程实现过程中，由FPGA负责外部设备与嵌入式处理器接口协议转换，嵌入式处理器响应并解析上级分系统的开关命令和数据注入，解析后按事件有效时间通知相关设备执行对应功能。同

7、时，在每一状态数据采集周期，通过低速总线依次采集各设备状态数据，打包成设备状态数据源包，转发到上级分系统。　　(3)[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料业务数据管理　　对于设备在任务不同阶段产生的多种业务数据，由于其突发性强、数据速率快、数据流向复杂，利用FPGA并行处理能力实现对各通道业务数据的接收、处理、缓存及发送，并由SoC完成多路转发路径管理。　　图3为业务数据管理设计框图