航天器数据系统硬件设计方法【lol外围网站】

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【lol外围网站】一、阐述1、方法:凡是可以用于标准数据总线的和普遍使用空间飞行中合格的硬件和软件操作系统的航天器,皆不应用于标准的SDS。2、益处:此方法通过修改SDS系统的设计和运营以及获取处置航天器和仪器问题的能力,来提升SDS的可靠性和飞行中顺利的概率。3、已顺利用于该方法的项目:太阳出现异常和电磁天体微粒探测器(Solar,Anomalous,andMagnetosphericPartialExplorer(SAMPEX))二、实行方法本方法叙述的SDS系统首先在1992年升空的SAMPEX飞行中任务中获得成功。

此SDS系统于是以大量地用作后来的飞行中任务中,例如,X射线时间探测器(X-RayTimingExplore(XTE)),地球观测系统(theEarthObservingSystem(EOS))和热带降雨测量(theTropicalRainfallMeasuringMission(TRMM))。SDS是双校验指令和数据处理系统,它起着指令译码和分配、遥测/数据处理和数据储存系统的起到。它为处置姿态传感器数据和以开口电路方式产生姿态控制执行机构指令获取机载计算能力。

它还为航天器和仪表分系统获取身体健康与安全性功能储存指令的处置和监控。系统设计遵循碰块化和灵活性的原则,以限于于各种有所不同航天器的系统。使用标准接口和普遍用于空间飞行中合格的处理器和涉及软件使得可靠性更高,主要费用减少,工程进度减缓,这在使用航天器非统一的模块、处理器和软件时是做到将近的。

更高的可靠性来自于标准的硬件和软件在空间和非空间应用于中普遍累积的经验。在SDS中使用下列设计方法不会使可靠性获得提高。1、使用MIL-STD-1773数据总线接口协议:使用MIL-STD-1773光纤数据总线及其涉及标准处理器和操作系统大大地修改了指令与数据处理系统的设计和航天器系统的试验与构建。

此方法还明显地增加了故障不易出有电路的数目和以前分立电路中所需电连接器的数目。光纤还减少了因电磁辐射环境而导致的阻碍和其它电磁辐射问题的概率。

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典型航天器,如X-RayTimingExplorer(XTE),SDS将获取三路数据总线,称作姿态控制、航天器和仪表。图1是XTESDS系统架构框图。图1XTESDS系统架构2、校验和交叉耦合(Cross-strapping):SDS系统的可靠性获得明显提高,靠的是系统的全面校验,每个单元都有一个与其余单元完全相同的备份单元。

SDS各单元都与它们各自的数据总线交叉耦合,获取彼此间的网络。连接起来分系统、元器件和仪器的所有总线都与它们各自的数据总线交叉耦合。

具备下行链路和上行链路的SDS交叉耦合如图2右图,图2没回应出有转发器与其天线之间的交叉耦合和SDS接管主、副电源线。图2SDS交叉耦合和下行及上行链路3、错误检侧和缺失(EDAC):在SDS系统中设计EDAC能力,通过维护数据的完整性和避免所致错误来提升可靠性。SDS的主板是在PC-AT386主板的基础不作了改良而设计的,经GSFC优化后用作航天环境。

一个根本性改良是在PC-AT的设计中减少了一个8位长的校验位总线,以反对EDCA功能。4、下行链路板:航天器的运营与掌控可靠性是通过确保下行链路板为单通道来快速增长的,航天器在轨运营期间通过此单通道接管来自地面保障系统的指令和数据。此板在SAMPEX下行链路板设计后展开模块化设计,要把大量的独有设计变更并划入SDS设计之中。主指令相连线路与操作者基本没有逆,但是减少了接管硬件译码下行链路指令(跨过SDS系统软件)和在双改变器之间交叉耦合的能力。

为了容许此板的电源始终保持并独立国家于SDS系统的其余电源之外,在板子的设计中减少了电源变换器。此电源变换器的输出是来自于SDS基础电源总线的非开关电源。

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下行链路板与SDS及航天器其余部分的模块主要通过用MIL-STD-1773数据总线通讯来构建的,因此模块被设计成遥控终端。从下行链路板到航天器各分系统有64条硬件译码指令。

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5、大容量内存板:大容量内存板的可靠性通过内存隔绝线路来减少的,隔绝线路把内存板上出的故障隔离一起,使它会影响整个数据系统。SDS大容量内存板在SAMPEX内存板设计之后展开模块化,但是除了大量其它的SDS设计改动外,要所含内存于隔年。

6、高压电源转换板(LVPC):SDS系统中2路校验的LVPC设计,除了SDS有二处根本性的变动外,类似于SAMPEX的记录器/Packetizer/处理器(RPP)的电源变换器板,这是为了通过改良对独立国家的RESET指令的掌控来快速增长可靠性。其中一个变动是减少一条校验电源线,另一个变动是减少硬件译码的独立国家RESET输出指令,此指令使80386放reset命令与MIL-STD-1773数据总路线和系统软件牵涉到。7、可靠性涉及指令的继续执行能力:a.每个SDS自激功能都不具备用指令通或断的能力。

b.带上指令的SDS能已完成预先设计的临床与运营的自检。c.没单指令能把SDS置放其无法完全恢复的技术状态。d.SDS能传送遥测数据,如技术状态和身体健康与安全性状态,异常情况命令和性能监控数据,使地面控制器能采访SDS及其软件的运营状态。e.SDS将只继续执行地面指令,从“安全性”模式解散。

8、容错:SDS可靠性的主要快速增长借助单点故障的容错能力,还包括航天器确保SDS的导线故障。SDS设计不容许有不会引发其它故障的单点故障或失去有校验的关键功能通路。三、技术依据1、SDS及其数据总线的校验和交叉祸合特性获取了范围很长的故障隔离和全面处置(work-around)的能力,这种能力可明显地减少航天器飞行中任务的可靠性和有效地寿命。

此外,许多其它的设计特性使元器件故障的影响降到大于,并避免误动作或不适合的指令。2、不用于该方法的后果:如果在SDS设计中不必这些设计方法,则有可能由于元器件故障或由于误将指令或不适合指令导致飞行中任务提前完结,部份完结或几乎完结。有可能得到用作故障分析的SDS性能数据,还有可能得到用作全面处理程序的能力。

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