一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统及方法技术方案

一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统及方法，基于SpaceWire误码率测试装置实现，通过在不同控制器工作模式、路由器连接模式、数据传输种类自由组合的多种复杂情况下，通过测定不同控制器的输入、输出端数据码位的误码情况来判定SpaceWire元器件的误码率，解决了现有技术缺少判定误码率容易导致传输过程出现数据损坏、丢失、变性等错误的问题，具有置信度高，测试时间短的特点。

A SpaceWire Bus Free Topology Error Rate Testing System and Method

A free-topology BER test system and method for SpaceWire bus is implemented based on SpaceWire BER test device. The BER of SpaceWire components is determined by measuring the BER of input and output data bits of different controllers under various complex conditions of free combination of different controller working modes, router connection modes and data transmission types. It solves the problem that the existing technology lacks the ability to determine the error rate, which can easily lead to data damage, loss, denaturation and other errors in the transmission process. It has the characteristics of high confidence and short test time.

【技术实现步骤摘要】
一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统及方法
本专利技术涉及一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统及方法，属于航天数据传输领域。
技术介绍
SpaceWire总线由于其自身的无限制带宽的特性，即理论上可实现自由拓扑结构，并且具有高可靠的数据传输能力。因此其在国内外的航天通信领域的应用范围越来越广泛，例如欧洲的彗星探测器、水星探测器、空间站以及空间望远镜等众多型号，以及美国的哈勃机器人、月球探测器以及新一代静止气象卫星等。日本在2010年发射的X射线望远镜和2012年发射的水星探测器上也开始使用SpaceWire总线技术。国内正在准备应用SpaceWire总线，并开展了一系列的研究及应用工作。然而，SpaceWire总线的传输速率相比于其他传统总线的速率提高了十几乃至几十倍，传输误码率也会相应的增大。由于误码率高在数据传输中容易出现数据损坏、丢失、变性等错误，会直接影响到航天型号任务的成败，但针对其传输误码率的测试还没有具体的方法及评价标准，因此提出了对SpaceWire总线自由拓扑的复杂连接结构的传输误码率的测试方法，解决了传统误码率测试及评价方法没有针对性的问题，为SpaceWire总线的应用提供了冗余、纠错、备份的依据。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：针对目前现有技术中，由于误码率高在数据传输中容易出现数据损坏、丢失、变性等错误，会直接影响到航天型号任务的成败，但针对其传输误码率的测试还没有具体的方法及评价标准的问题，提出了一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统及方法。本专利技术解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统，包括控制调试模块、数据处理模块、调试校验模块、噪声注入模块、信号抓取模块，其中：控制调试模块：对待测模块进行配置，并对待测模块中元器件间的传输链路路径及传输数据模式进行测试环境适配；所述待测模块包括SpaceWire控制器、SpaceWire路由器及其组合；调试校验模块：对数据传输试验开始后待测模块发送的随机数据进行CRC程序校验，并对CRC程序校验通过后的数据进行位比对校验，将校验数据结果发送至数据处理模块；信号抓取模块：捕捉待测模块信号传输链路中信号输入端、噪声注入端、备份端口、信号输出端的信号眼图数据，并发送至数据处理模块；数据处理模块：接收调试校验模块发送的校验数据结果及信号抓取模块发送的信号眼图数据进行误码数据分析，记录待测模块误码率并定位误码发生端口；噪声注入模块：提供特定环境噪声并通过噪声注入端对待测模块中的元器件进行噪声注入。所述待测模块包括SpaceWire控制器、SpaceWire路由器、SpaceWire总线通信器，其中：当待测试的误码率种类为SpaceWire控制器间通信误码率时，选取两只待测试的SpaceWire控制器；当待测试的误码率种类为SpaceWire路由器间通信误码率时，选取两只待测试的SpaceWire路由器；当待测试的误码率种类为SpaceWire总线通信组合元件的通信误码率时，选取两只待测试的SpaceWire控制器及五只待测试的SpaceWire路由器。所述控制调试模块对待测模块中元器件进行传输链路路径适配，具体为：(3a)当待测模块中元器件为两只待测试的SpaceWire控制器时，将SpaceWire控制器相同端口一一对应相连，并将第一只SpaceWire控制器的1号端口设置为输入端口，将第一只SpaceWire控制器的3号端口设置为输出端口，其中，SpaceWire控制器端口包括1号端口、2号端口、3号端口，所述1号端口为独立式连接端口，2号端口为数据传输备份端口，3号端口为节点式连接端口；(3b)当待测模块中元器件为两只待测试的SpaceWire路由器时，将第一只SpaceWire路由器的1号端口、4号端口与第二只SpaceWire路由器的8号端口、6号端口相连，并将第一只SpaceWire路由器的4号端口、第二只SpaceWire路由器的6号端口设为备份端口，将第一只SpaceWire路由器的1号端口设置为输入端口，将第一只SpaceWire路由器的8号端口设置为输出端口，其余端口自由连接，其中，SpaceWire路由器端口包括1～8号端口，1号端口、2号端口均为独立式连接端口，3号端口、5号端口、7号端口、8号端口均为节点式连接端口，4号端口、6号端口均为数据传输备份端口；(3c)当待测模块中元器件为两只待测试的SpaceWire控制器及五只待测试的SpaceWire路由器时，利用SpaceWire线缆将第一只SpaceWire控制器的1号端口与第一只SpaceWire路由器的1号端口连接，第一只SpaceWire路由器的2号端口与第五只SpaceWire路由器的1号端口连接，第五只SpaceWire路由器的2号端口与第二只SpaceWire路由器的3号端口连接，第二只SpaceWire路由器的4号端口与第二只SpaceWire控制器的1号端口连接，第五只SpaceWire路由器的4号端口与第四只SpaceWire路由器的7号端口连接，第四只SpaceWire路由器的8号端口与第一只SpaceWire控制器的3号端口连接，第五只SpaceWire路由器的3号端口与第三只SpaceWire路由器的6号端口连接，第三只SpaceWire路由器的5号端口与第二只SpaceWire控制器的2号端口连接，并将第一只SpaceWire路由器的4号端口、第二只SpaceWire路由器的6号端口设为备份端口，将第一只SpaceWire控制器的1号端口设置为输入端口，将第一只SpaceWire控制器的3号端口设置为输出端口。所述传输数据模式为透明模式或SIC协议模式或链路控制模式，所述测试用传输数据模式类型为0～0xFF递增数据或0xFF～0递减数据。所述SpaceWire路由器连接模式为节点式、嵌入式、扩展式，其中节点式路由器数量为1个，嵌入式路由器数量为1个，扩展式路由器数量为3个。当对SpaceWire控制器进行测试时，控制调试模块设定SpaceWire控制器的传输速率为10MHz；当对SpaceWire路由器进行测试时，控制调试模块设定SpaceWire路由器的传输速率为30MHz。所述控制调试模块、数据处理模块、调试校验模块、噪声注入模块、信号抓取模块均通过RS232串口进行通讯。一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试方法，用于对两只待测试的SpaceWire控制器间通信误码率进行测试，具体步骤如下：(s1)利用SpaceWire线缆将两只待测试SpaceWire控制器的1号、2号、3号端口分别对应连接，其中，所述SpaceWire控制器1号端口为独立式连接端口，SpaceWire控制器2号端口为数据传输备份端口，SpaceWire控制器3号端口为节点式连接端口；(s2)对SpaceWire控制器进行复位，并进行控制器初始化调试；(s3)运行CRC校验程序，对测试环境进行校验；(s4)选取测试用传输数据类型及控制器数据传输模式，对每一个测试用传输数据类型及控制器数据传输模式的组合进行测试；(s5)将两个待测试SpaceWire控制器的2号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统，其特征在于：包括控制调试模块、数据处理模块、调试校验模块、噪声注入模块、信号抓取模块，其中：控制调试模块：对待测模块进行配置，并对待测模块中元器件间的传输链路路径及传输数据模式进行测试环境适配；所述待测模块包括SpaceWire控制器、SpaceWire路由器及其组合；调试校验模块：对数据传输试验开始后待测模块发送的随机数据进行CRC程序校验，并对CRC程序校验通过后的数据进行位比对校验，将校验数据结果发送至数据处理模块；信号抓取模块：捕捉待测模块信号传输链路中信号输入端、噪声注入端、备份端口、信号输出端的信号眼图数据，并发送至数据处理模块；数据处理模块：接收调试校验模块发送的校验数据结果及信号抓取模块发送的信号眼图数据进行误码数据分析，记录待测模块误码率并定位误码发生端口；噪声注入模块：提供特定环境噪声并通过噪声注入端对待测模块中的元器件进行噪声注入。

【技术特征摘要】
1.一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统，其特征在于：包括控制调试模块、数据处理模块、调试校验模块、噪声注入模块、信号抓取模块，其中：控制调试模块：对待测模块进行配置，并对待测模块中元器件间的传输链路路径及传输数据模式进行测试环境适配；所述待测模块包括SpaceWire控制器、SpaceWire路由器及其组合；调试校验模块：对数据传输试验开始后待测模块发送的随机数据进行CRC程序校验，并对CRC程序校验通过后的数据进行位比对校验，将校验数据结果发送至数据处理模块；信号抓取模块：捕捉待测模块信号传输链路中信号输入端、噪声注入端、备份端口、信号输出端的信号眼图数据，并发送至数据处理模块；数据处理模块：接收调试校验模块发送的校验数据结果及信号抓取模块发送的信号眼图数据进行误码数据分析，记录待测模块误码率并定位误码发生端口；噪声注入模块：提供特定环境噪声并通过噪声注入端对待测模块中的元器件进行噪声注入。2.根据权利要求1所述的一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统，其特征在于：所述待测模块包括SpaceWire控制器、SpaceWire路由器、SpaceWire总线通信器，其中：当待测试的误码率种类为SpaceWire控制器间通信误码率时，选取两只待测试的SpaceWire控制器；当待测试的误码率种类为SpaceWire路由器间通信误码率时，选取两只待测试的SpaceWire路由器；当待测试的误码率种类为SpaceWire总线通信组合元件的通信误码率时，选取两只待测试的SpaceWire控制器及五只待测试的SpaceWire路由器。3.根据权利要求2所述的一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统，其特征在于：所述控制调试模块对待测模块中元器件进行传输链路路径适配，具体为：(3a)当待测模块中元器件为两只待测试的SpaceWire控制器时，将SpaceWire控制器相同端口一一对应相连，并将第一只SpaceWire控制器的1号端口设置为输入端口，将第一只SpaceWire控制器的3号端口设置为输出端口，其中，SpaceWire控制器端口包括1号端口、2号端口、3号端口，所述1号端口为独立式连接端口，2号端口为数据传输备份端口，3号端口为节点式连接端口；(3b)当待测模块中元器件为两只待测试的SpaceWire路由器时，将第一只SpaceWire路由器的1号端口、4号端口与第二只SpaceWire路由器的8号端口、6号端口相连，并将第一只SpaceWire路由器的4号端口、第二只SpaceWire路由器的6号端口设为备份端口，将第一只SpaceWire路由器的1号端口设置为输入端口，将第一只SpaceWire路由器的8号端口设置为输出端口，其余端口自由连接，其中，SpaceWire路由器端口包括1～8号端口，1号端口、2号端口均为独立式连接端口，3号端口、5号端口、7号端口、8号端口均为节点式连接端口，4号端口、6号端口均为数据传输备份端口；(3c)当待测模块中元器件为两只待测试的SpaceWire控制器及五只待测试的SpaceWire路由器时，利用SpaceWire线缆将第一只SpaceWire控制器的1号端口与第一只SpaceWire路由器的1号端口连接，第一只SpaceWire路由器的2号端口与第五只SpaceWire路由器的1号端口连接，第五只SpaceWire路由器的2号端口与第二只SpaceWire路由器的3号端口连接，第二只SpaceWire路由器的4号端口与第二只SpaceWire控制器的1号端口连接，第五只SpaceWire路由器的4号端口与第四只SpaceWire路由器的7号端口连接，第四只SpaceWire路由器的8号端口与第一只SpaceWire控制器的3号端口连接，第五只SpaceWire路由器的3号端口与第三只SpaceWire路由器的6号端口连接，第三只SpaceWire路由器的5号端口与第二只SpaceWire控制器的2号端口连接，并将第一只SpaceWire路由器的4号端口、第二只SpaceWire路由器的6号端口设为备份端口，将第一只SpaceWire控制器的1号端口设置为输入端口，将第一只SpaceWire控制器的3号端口设置为输出端口。4.根据权利要求1所述的一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统，其特征在于：所述传输数据模式为透明模式或SIC协议模式或链路控制模式，所述测试用传输数据模式类型为0～0xFF递增数据或0xFF～0递减数据。5.根据权利要求1所述的一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统，其特征在于：所述SpaceWire路由器连接模式为节点式、嵌入式、扩展式，其中节点式路由器数量为1个，嵌入式路由器数量为1个，扩展式路由器数量为3个。6.根据权利要求1所述的一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统，其特征在于：当对SpaceWire控制器进行测试时，控制调试模块设定SpaceWire控制器的传输速率为10MHz；当对SpaceWire路由器进行测试时，控制调试模块设定SpaceWire路由器的传输速率为30MHz。7.根据权利要求1所述的一种SpaceWire总线自由拓扑误码率测试系统，其特征在于：所述控制调试模块、数据处理模块、调试校验模块、噪声注入模块、信号抓取...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔斌，王文炎，王兴友，王喆，邹萌，张雷浩，肖爱斌，张洪伟，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11