一种可在轨组装的星载计算机系统技术方案

本发明专利技术提供了一种可在轨组装的星载计算机系统，其特征在于，包括：数据处理模块和热插拔固存模块；所述数据处理模块和热插拔固存模块通过CPCI总线连接通信；所述数据处理模块用于：状态自检与诊断，数据管理与任务调度控制，作为CPCI总线的主控设备对CPCI总线进行管理；所述热插拔固存模块用于：在轨组装的电源管理，存储用户图像数据，作为CPCI总线终端设备响应处理器模块请求进行CPCI总线数据通信。可在轨组装的星载计算机实现了嵌入式星载计算机模块的热插拔操作，可以适合未来多种航天器在轨维护与服务的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星平台
，具体地，涉及一种可在轨组装的星载计算机系统。
技术介绍
在科学技术不断发展与进步的今天，空间在轨服务技术显现出了巨大的优势与效益，欧美等航天大国均意识到“空间在轨服务”技术的必要性，开展了空间在轨服务的概念、基本方案、效益评估和一些关键技术的研宄。空间在轨服务技术按服务体类型可分为有人在轨服务和自主在轨服务两部分，目前在轨服务的关键技术主要围绕着有人在轨服务展开，主要是利用航天飞机或太空飞船将航天员送入太空进行如组装、回收、修理、释放等服务任务，如利用航天员释放太阳能帆板，修复哈勃太空望远镜等等。但是有人在轨服务具有成本高、风险大等缺点以及航天员出舱完成在轨服务具有一定的局限性。随着航天技术的不断发展和空间探索任务的需求，对空间在轨服务提出了更高的要求，同时近年来人工智能、机器人等新兴技术飞速发展，自主在轨服务成为空间在轨服务乃至整个空间技术的重要发展方向。航天器在轨维护与服务系统是在服务航天器模拟器上安装小型机械，在目标航天器上安装相应的可更换模块，通过自主管理程序或者遥控操作指令操作机械臂完成星载计算机的在轨组装操作。因此，有必要设计出一种具有在上电情况下可以进行模块插拔替换的高可靠、高性能的嵌入式星载计算机，以满足航天器在轨维护与服务系统的需求。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种能够满足航天器在轨维护与服务系统的需求的可在轨组装的星载计算机系统。根据本专利技术提供的一种可在轨组装的星载计算机系统，包括:数据处理模块和热插拔固存模块；所述数据处理模块和热插拔固存模块通过CPCI总线连接通信；所述数据处理模块用于:状态自检与诊断，数据管理与任务调度控制，作为CPCI总线的主控设备对CPCI总线进行管理；所述热插拔固存模块用于:在轨组装的电源管理，存储用户图像数据，作为CPCI总线终端设备响应处理器模块请求进行CPCI总线数据通信。作为一种优化方案，所述数据处理模块包括:处理器、存储器模块以及通信接口 ；所述数据处理模块配置为CPCI总线的主控设备，所述数据处理模块用于:通过所述通信接口加载调试程序并将所述调试程序存入所述存储器模块，进而进行所述状态自检和诊断，和通过所述通信接口对外通信、热插拔操作控制、与所述热插拔固存模块进行CPCI总线数据通信、将数据存入所述存储器模块，从而实现所述数据管理和任务调度。作为一种优化方案，所述处理器为AT697处理器。作为一种优化方案，所述通信接口为422通信接口。作为一种优化方案，所述存储器模块包括PROM，SDRAM，SRAM ;其中，PROM作为程序存储区，SDRAM和SRAM作为数据存储区。作为一种优化方案，所述热插拔固存板包括:电源管理模块、CPCI总线从设备模块、译码控制模块以及大容量FLASH ；所述电源管理模块用于:从CPCI总线上取电并控制电压输出至所述CPCI总线从设备模块、译码控制模块以及大容量FLASH，以及对5V和3.3V输出电压提供过载和短路的双重保护；CPCI总线从设备模块从所述CPCI总线上获取数据后传输至所述译码控制模块进行地址译码获取操作地址，根据所述操作地址对大容量FLASH不同的页进行操作。作为一种优化方案，所述电源管理模块包括电源管理芯片LTC1644芯片和LTC1644芯片周边电路；所述LTC1644芯片从所述CPCI总线上取电后进行电压控制后通过所述LTC1644芯片周边电路输出至所述CPCI总线从设备模块、译码控制模块以及大容量FLASH ；所述LTC1644芯片对CPCI总线上的5V、3.3V、12V、_12V电源进行控制，同时对5V和3.3V输出电压提供过载和短路的双重保护。作为一种优化方案，所述CPCI从设备模块包括PCI接口控制芯片PCI9054和PCI9054周边电路；所述PCI9054芯片作为CPCI总线的终端设备，通过所述CPCI总线与所述数据处理模块实现标准的PCI总线通信。作为一种优化方案，所述大容量FLASH为4Gbit NAND型FLASH芯片，该NAND型FLASH芯片用于存储用户提供的数据。作为一种优化方案，还包括二次电源；所述二次电源为所述数据处理模块和热插拔固存模块提供工作电压。本专利技术提供的在轨模块更换原理样机，由于采取上述的技术方案，实现了嵌入式星载计算机模块的热插拔操作，有效的提高了航天器在轨可维护性，并且采用多种可靠性设计手段，提高设备性能和保证热插拔操作的可靠性，达到了如下有益效果:(I)可在轨组装的星载计算机较好的利用了 AT697处理器的硬件和软件资源，减少了部件数，节约了可在轨组装的星载计算机的研制费和试验费，节省了航天器在轨维护与服务系统的空间和研制成本；(2)可在轨组装的星载计算机采用标准CPCI总线，进行模块化设计，使得可在轨组装的星载计算机具有较高的通用性，可以满足采用CPCI总线的不同单机的应用需求；(3)可在轨组装的星载计算机实现了嵌入式星载计算机模块的热插拔操作，可以适合未来多种航天器在轨维护与服务的需求。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中:图1是一种可选实施例的可在轨组装的星载计算机系统的电路原理框图。【具体实施方式】下文结合附图以具体实施例的方式对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，还可以使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本专利技术的范围和实质。为了实现航天器在轨维护与服务系统任务中对星载计算机系统提出的在轨模块可更换的技术要求，完成航天器在轨自主服务的任务和目标。在本专利技术提供的一种可在轨组装的星载计算机系统的实施例中，如图1所示，包括:数据处理模块和热插拔固存模块；所述数据处理模块和热插拔固存模块通过CPCI总线连接通信；所述数据处理模块用于:状态自检与诊断，数据管理与任务调度控制，作为CPCI总线的主控设备对CPCI总线进行管理；所述热插拔固存模块用于:在轨组装的电源管理，存储用户图像数据，作为CPCI总线终端设备响应处理器模块请求进行CPCI总线数据通信。该计算机系统还包括二次电源；所述二次电源为所述数据处理模块和热插拔固存模块提供工作电压。本专利技术的核心思想在于，提供一种可在轨组装的星载计算系统，包括数据处理模块、热插拔固存模块和二次电源模块；所述处理器模块可进行状态自检与诊断，数据管理与任务调度控制，作为CPCI总线的主控设备对CPCI总线进行管理；所述热插拔固存模块可进行模块热插拔时的电源管理，作为PCI总线终端设备，采用大容量FLASH存储用户图像数据，响应数据处理模块请求进行CPCI总线数据通信；所述二次电源模块提供设备内部电子器件正常工作所需电压。本专利技术提供的可在轨组装的星载计算机系统实现了嵌入式星载计算机模块的热插拔操作，可以适用于空间航天器在轨维护与服务系统。作为一种实施例，所述数据处理模块包括:处理器、存储器模块以及通信接口 ；所述数据处理模块配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可在轨组装的星载计算机系统，其特征在于，包括：数据处理模块和热插拔固存模块；所述数据处理模块和热插拔固存模块通过CPCI总线连接通信；所述数据处理模块用于：状态自检与诊断，数据管理与任务调度控制，作为CPCI总线的主控设备对CPCI总线进行管理；所述热插拔固存模块用于：在轨组装的电源管理，存储用户图像数据，作为CPCI总线终端设备响应处理器模块请求进行CPCI总线数据通信。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢盼峰，邱源，游红俊，孙逸帆，白亮，徐文彬，
申请(专利权)人：上海航天测控通信研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31