一种星载综合电子计算机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种星载综合电子计算机，包括供电模块、处理器模块和多个功能模块,多个所述功能模块包括指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块，所述供电模块、处理器模块、指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块均采用CPCI内总线接口，通过CPCI底板总线进行互联。本实用新型专利技术通过系统优化、综合集成设计、合理划分模块，提高了星载计算机的通用化、模块化程度，在一台单机集成了遥控和遥测基带处理、星务及数据管理、姿轨控、固态存储、AOS等五台星载单机的功能，取得了极大减轻星载设备重量、体积、功耗和提高模块化、可扩展和柔性程度等有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种宇航用计算机，特别涉及一种星载综合电子计算机。
技术介绍
卫星、飞船、运载器等宇航飞行器的平台电子设备通常包括计算机、遥测遥控设备、固态存储器、AOS处理机、执行下位机等。计算机通常分为星务及数据管理计算机、姿轨控计算机等。星务及数据管理计算机主要功能包括：1)数据管理，对宇航飞行器电子系统的遥测、遥控、程控数据进行管理；2)热控管理，管控宇航飞行器的温度；3)能源管理，监测和分配宇航飞行器的能源；4)时间管理，产生时间基准，并进行校准与维护，经总线向各分系统发布。姿轨控计算机主要功能包括：1)姿轨控系统的测量信号采集与处理；2)向姿轨控系统各执行单机发出控制信号；3)为宇航飞行器轨道和姿态进行多模式控制计算提供硬件平台。此外一个宇航飞行器的平台电子设备还包括处理遥控信息的遥控终端设备，存储飞行器载荷数据的固态存储器和向地面下传数据的AOS处理机等。星务及数据管理计算机、姿轨控计算机、遥测遥控终端、固态存储器、AOS处理机等五台宇航电子设备协同工作来完成宇航飞行器的飞行控制、载荷数据管理和数据下传地面等功能。宇航飞行是一项高成本的任务，其中宇航飞行器的重量、体积和功耗是
决定成本的关键因素。完成上述宇航飞行器平台功能的多台单机，每台均需要有结构件来支撑电子线路，各单机电子部件各自独立，无法实现软硬件资源的共享，而且电子设备多采用分立电子器件来实现逻辑功能，造成单机的重量、体积和功耗均较大，无疑需要花费很大成本。还有单机组件的模块化、组合化程度低，系统功能的可扩展性和柔性程度不高，当飞行器任务变动时，各设备的改动较大，甚至需要重新设计这些设备，提高了研制成本、延长了研制周期。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是宇航飞行器平台电子设备由多台单机完成飞行器的飞行控制、载荷数据管理和数据下传地面等功能而造成的重量、体积和功耗较大，软硬件资源的共享程度低，单机组件的模块化、组合化程度低，功能的可扩展性和柔性程度不高等，进而提出了一种星载综合电子计算机。本技术为解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种星载综合电子计算机,包括供电模块、处理器模块和多个功能模块,多个所述功能模块包括指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块，所述供电模块、处理器模块、指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块均采用CPCI内总线接口，通过CPCI底板总线进行互联。优选的，所述处理器模块、指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块均采用一主一备的冗余备份形式。进一步的，所述指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块均采用接口电路与FPGA电路互联，其中：所述接口电路包括OC门接口电路、RS422发送和接收电路、TTL电平电路、LVDS发送和接收电路、AD电路和DA电路；所述指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块均采用所述OC门接口电路、RS422发送和接收电路、TTL电平电路、LVDS发送和接收电路、AD电路和DA电路中的至少之一与所述FPGA电路互联，所述FPGA电路再通过CPCI内总线接插件插到CPCI底板上。进一步的，所述供电模块通过CPCI内总线接插件插到CPCI底板上，用于电源转换和开关机指令执行。进一步的，所述处理器模块包括主处理器模块和备处理器模块，所述主处理器模块和备处理器模块分别通过第一1553B总线和第二1553B总线对外连接，并通过CPCI内总线接插件插到CPCI底板上，所述主处理器模块和备处理器模块中任意一个作为总线控制器BC，另外一个作为远置终端RT,或者所述主处理器模块和备处理器模块均作为远置终端RT，接入卫星的1553B中低速数据传输网络。进一步的，所述指令模块采用OC门接口电路与FPGA电路互联，所述FPGA电路再通过CPCI内总线接插件插到CPCI底板上，用于发送程控指令。进一步的，所述串行通信模块采用RS422发送和接收电路与FPGA电路互联，所述FPGA电路再通过CPCI内总线接插件插到CPCI底板上，用于实现RS422异步串行通信。进一步的，所述遥测模块采用TTL电平电路与FPGA电路互联，所述FPGA电路再通过CPCI内总线接插件插到CPCI底板上，用于实现遥测信息组包发送。进一步的，所述遥控模块采用TTL电平电路和OC门接口电路与FPGA电路互联，所述FPGA电路再通过CPCI内总线接插件插到CPCI底板上，用于实现遥控信息的接收处理及指令发送。进一步的，所述固存AOS模块采用SpaceWire总线、FLASH电路、LVDS发送和接收电路与FPGA电路互联，所述FPGA电路再通过CPCI内总线接插件插到CPCI底板上，用于实现载荷数据接收、AOS组帧、存储和下传。优选的，所述SpaceWire总线共有8路，用于实现8个星载高速数据设备的即插即用。进一步的，所述模拟量采集模块采用AD接口电路、DA接口电路与FPGA电路互联，所述FPGA电路再通过CPCI内总线接插件插到CPCI底板上，用于实现模拟信号采集和模拟信号输出。本技术通过采取上述方案克服了现有的星载计算机功能密度低，宇航飞行器平台电子设备由多台单机完成控制处理功能的重量、体积和功耗较大，软硬件资源的共享程度低等问题，取得如下有益效果：1)极大降低宇航计算机的重量体积功耗，一台单机完成五台单机的功能，减重达60％,降低功耗50％；2)提高了宇航计算机组件模块化、组合化程度。采用了CPCI标准内总线，单机组件设计标准化。采用了1553B和SpaceWire外总线，实现对外接口的标准化；3)提高了宇航计算机功能的可扩展性和柔性程度。功能模块设计采用了FPGA+接口电路形式，FPGA实现全部的时序和组合逻辑功能，当飞行器任务变动时，通过更改FPGA的代码，可以不用改动硬件结构，功能可扩展性和模块的柔性程度得以提高；4)本技术通过系统优化、综合集成设计、合理划分模块，提高了星载计算机的通用化、模块化程度，在一台单机集成了遥控和遥测基带处理、星务及数据管理、姿轨控、固态存储、AOS等五台星载单机的功能，取得了极大减轻星载设备重量、体积、功耗和提高模块化、可扩展和柔性程度等有益效果。附图说明为了更清楚地说明本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
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是实现本技术的组成框图；图2是本技术的功能模块的框图。具体实施方式以下将结合本技术的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本技术的一部分实例，并不是全部的实例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术的保护范围。如图1所示，一种星载综合电子计算机,包括供电模块、处理器模块和多个功能模块,多个所述功能模块包括指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星载综合电子计算机,包括供电模块、处理器模块和多个功能模块,其特征在于，多个所述功能模块包括指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块，所述供电模块、处理器模块、指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块均采用CPCI内总线接口，通过CPCI底板总线进行互联。

【技术特征摘要】
1.一种星载综合电子计算机,包括供电模块、处理器模块和多个功能模块,其特征在于，多个所述功能模块包括指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块，所述供电模块、处理器模块、指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块均采用CPCI内总线接口，通过CPCI底板总线进行互联。2.如权利要求1所述的一种星载综合电子计算机，其特征在于，所述处理器模块、指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块均采用一主一备的冗余备份形式。3.如权利要求1或2所述的一种星载综合电子计算机，其特征在于，所述指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块均采用接口电路与FPGA电路互联，其中：所述接口电路包括OC门接口电路、RS422发送和接收电路、TTL电平电路、LVDS发送和接收电路、AD电路和DA电路；所述指令模块、串行通信模块、遥测模块、遥控模块、固存AOS模块和模拟量采集模块均采用所述OC门接口电路、RS422发送和接收电路、TTL电平电路、LVDS发送和接收电路、AD电路和DA电路中的至少之一与所述FPGA电路互联，所述FPGA电路再通过CPCI内总线接插件插到CPCI底板上。4.如权利要求1所述的一种星载综合电子计算机，其特征在于，所述供电模块通过CPCI内总线接插件插到CPCI底板上，用于电源转换和开关机指令执行。5.如权利要求1或2所述的一种星载综合电子计算机，其特征在于，所述处理器模块包括主处理器模块和备处理器模块，所述主处理器模块和备处理器模块分别通过第一1553B总线和第二1553B总线对外连接，并通过CPCI内总线接插件插到CPCI底板上，所述主处理器模块和备处理器模块中任意一个作为总线控制器BC，另外一个作为远置终端...

【专利技术属性】
技术研发人员：高岗，陈议，蔡曦，卢盼峰，
申请(专利权)人：上海航天测控通信研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31