SpaceWire与SpaceFibre高速总线发展与研究.pdf

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1、第31卷2014年第1期上海航天AEROSPACESHANGHAI文章编号：1006—1630(2014)01—0029—08SpaceWire与SpaceFibre高速总线发展与研究徐曙清1，王震2，董瑶海3，李卿3(1．上海创景计算机系统有限公司，上海201201；2．上海卫星工程研究所，上海200240；3．上海航天技术研究院，上海201109)摘要：介绍SpaceWire总线和SpaceFibre网络的基本情况及其构成。分析了两者用于航天器时的优点。综述了两者在国内外发展和基础研究状况，给出了研究与应用中的高可靠SpaceWire-D信息组网和高速SpaceFibre网络传输等关

2、键技术。关键词：SpaceWire总线；SpaceFibre网络；太空总线；太空网络；IP核；协议中图分类号：TP393．09文献标志码：AResearchandDevelopmentofSpaceWireandSpaceFibreHighSpeedBusXUShu—qin91，WANGZhen2，DONGYao—hai3，LIQin93(1．VisionMicrosystemsCoLtd，Shanghai201201，China；2．ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai200240，China；3．ShanghaiAcadem

3、yofSpaceTechnology，Shanghai201109，China)Abstract：ThegeneralinformationandcompositionofSpaceWirebusandSpaceFibrenetworkwereintroducedinthispaper．ThedevelopmentandbasicresearchstatusofSpaceWireandSpaceFibreweresumrizedindomesticandabroad．ThekeytechnologieswhichwerehighreliableSpaceWire—Dinformation

4、networkandhighspeedSpaceFibrenetworktransformweregivenOUt．Keywords：SpaceWirebus；SpaceFibrenetwork；Spacebus；Spacenetwork，IPCore；Protocol0引言目前，国内航天器中普遍使用的总线或网络主要有RS422，RS485，CAN总线，1553总线，LVDS等。这些总线或网络已经获得了广泛的使用，但同时也表现出通信速度、传输距离、协议配合、纠错容错、功耗、电缆重量等不足。欧空局针对这些不足，提出了全新的SpaceWire总线和SpaceFibre网络。其中SpaceWi

5、re总线已在多个型号中得到了应用，SpaceFibre网络是正在研究的课题。本文对SpaceWire总线及SpaceFibre网络的概念、发展进行了综述。1简介SpaceWire总线是欧空局与NASA，JAXA，收稿日期：2013—11—19；修回日期：2013—12—02作者简介：徐曙清(1968一)。男，学士，主要从事高可靠性计算机软硬件开发与测试。RKA等国际空间组织合作，基于IEEE1355—1995，IEEE1596．3两个商用标准，通过改进IEEE1355的可靠性、功耗等，使其能更好地满足航空航天应用而提出的一种专门用于空间高速数据传输的总线标准。SpaceWire网络具有低

6、成本，高速度，高容错等特点。SpaceWire总线中数据采用DS编码，用LVDS信号传输，通信速率为2～400Mb／s，可实现点对点的传输或通过路由构造一个节点可达255个的星型网络；在同一网络中可同时使用多条总线；网络拓扑具有很高的自由度；可通过增加总线数量的方法成倍提高整个网络的数据传输速度。SpaceWire定义了物理层、信号层、字符层、交换层、包层和网络层6个协议层。其中：物理层主要定义了微距D型连接器，通过4对屏蔽双绞电缆传输，达到10m的全双工通信，每个方向包含数据(Data)和选通(Strobe)两个信号；信号层定义采用LVDS实现长距离，低功耗的信号传输；字符层定义了控制

7、和数据两种类上海航天AEROSPACESHANGHAI第31卷2014年第1期型字符，采用了独特的奇校验方式，在无有效数据时，发送NULL字符，以确保接收端的时钟恢复的连续性；交换层通过状态机的切换(Reset一>Wait一>Ready一>Started一>Connecting一>Run)，有效避免了接收端的缓冲的溢出，对各种可能发生的错误进行链路修复连接；包层定义了包头和包结束标志，对有效载荷的数据未作硬性规定；网络层定义了网络组