用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统及方法，该系统包括：集成的数字单元，包括DSP芯片和FPGA芯片，以插板的形式安装于微小卫星的综合电子舱中，并通过安装接口与所述综合电子舱进行通信；存储阵列用于对所述FPGA芯片所写入的所述高速数据流和所述实时数据流进行存储；以及X频段调制器，用于对所述FPGA芯片在进行复接操作时所形成的基带信号进行调制，进而通过X频段天线将X频段射频信号发送至地面。本发明专利技术集成了高速数据管理和数据传输设备，具有体积小、质量轻、功耗低的特点，对布局、功耗有严格限制的微小卫星有重要意义。数字部分集成设计，省去设备间的接口，利于整星装配布局。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星数据管理领域，特别是涉及一种用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统及方法。
技术介绍
微小卫星具有体积小、成本低、性能高等特点，常规卫星系统中：高速数据存储管理、数据传输设备相互独立，设备之间通过高速电缆传输数据。为了保证几百Mbps甚至Gbps信号可靠传输，需要使用专用接口芯片和高速电缆保证信号同步，但由于整体功耗受限、总体布局裕度低，留给高速数据管理传输系统余地较小。如何在体积、功耗均受限的条件下，将高速数据存储管理、数据传输两套星载设备高度集成一体化设计，并实现简便的工程应用成为微小卫星发展中亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统及方法，用于解决微小卫星的体积、功耗均受限而现有的高速数据存储管理和数据传输设备无法使用的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统，包括：集成的数字单元，包括DSP芯片和FPGA芯片，所述DSP芯片通过外部存储器接口以异步形式连接所述FPGA芯片，所述集成的数字单元以插板的形式安装于微小卫星的综合电子舱中，并通过安装的接口与所述综合电子舱进行通信；所述DSP芯片用于接收和处理所述综合电子舱发送的数据注入命令，还用于管理控制所述FPGA芯片的操作；所述FPGA芯片用于对从所述综合电子舱接收的高速数据流和实时数据流进行存储操作、读取操作以及复接操作；存储阵列，与所述FPGA芯片连接，用于对所述FPGA芯片在进行存储操作时所写入的所述高速数据流和所述实时数据流进行存储；以及X频段调制器，与所述FPGA芯片连接，用于对所述FPGA芯片在进行复接操作时所形成的基带信号进行调制，所述X频段调制器采用微波直接调制技术将所述基带信号调制成X频段射频信号，进而通过X频段天线将所述X频段射频信号发送至地面。优选地，还包括X频段固放器，与所述X频段调制器连接，用于将所述X频段调制器所形成的X频段射频信号进行放大处理，经放大后的X频段射频信号再通过所述X频段天线进行发送。优选地，还包括连接于所述DSP芯片和所述FPGA芯片的CAN控制器，所述CAN控制器通过CAN总线与所述综合电子舱通信连接，所述CAN控制器用于接收所述综合电子舱发送的控制指令和获取所述DSP芯片与所述FPGA芯片的系统状态向所述综合电子舱发送。优选地，所述FPGA芯片进行复接操作时，对所述高速数据流和所述实时数据流进行复接以形成复接数据流，并对所形成的复接数据流进行信道编码操作而生成基带信号。优选地，所述DSP芯片通过外部存储器接口以异步形式连接有MRAM存储器。本专利技术还提供了一种用于微小卫星的高速数据管理和传输的方法，包括：提供DSP芯片和FPGA芯片，将所述FPGA芯片通过所述DSP芯片上的外部存储器接口以异步形成进行连接，形成集成的数字单元；将所形成的集成的数字单元以插板的形式安装于微小卫星的综合电子舱中，并通过安装的接口与所述综合电子舱进行通信；利用所述DSP芯片接收和处理所述综合电子舱发送的数据注入命令，利用所述DSP芯片管理控制所述FPGA芯片的操作；利用所述FPGA芯片对从所述综合电子舱接收的高速数据流和实时数据流进行存储操作、读取操作以及复接操作；利用所述FPGA芯片进行存储操作时，利用存储阵列对所述高速数据流和所述实时数据流进行存储；以及利用所述FPGA芯片进行复接操作时，对所述FPGA芯片经复接操作所形成的基带信号进行调制，采用微波直接调制技术将所述基带信号调制成X频段射频信号，进而通过X频段天线将所述X频段射频信号发送至地面。优选地，在通过X频段天线将所述X频段射频信号发送前，还包括：通过X频段固放器对所述X频段射频信号进行放大处理。优选地，还包括：将所述DSP芯片和所述FPGA芯片连接CAN控制器；将所述CAN控制器通过CAN总线与所述综合电子舱通信连接；利用所述CAN控制器接收所述综合电子舱发送的控制指令和获取所述DSP芯片与所述FPGA芯片的系统状态并向所述综合电子舱发送。优选地，利用所述FPGA芯片进行复接操作时，利用所述FPGA芯片对所述高速数据流和所述实时数据流进行复接以形成复接数据流，并对所形成的复接数据流经信道编码操作而生成基带信号。优选地，还包括：提供MRAM存储器，将所述MRAM存储器通过所述DSP芯片上的外部存储器接口以异步形成进行连接。如上所述，本专利技术的一种用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统及方法，具有以下有益效果：本专利技术的用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统及方法，集成了高速数据管理和数据传输设备，具有体积小、质量轻、功耗低的特点，对布局、功耗有严格限制的微小卫星有重要意义。本专利技术利用一个装置实现了高速数据管理和传输，数字部分集成设计，省去设备间的接口，利于整星装配布局，对卫星接口联调、快速总装有积极意义。附图说明图1显示为本专利技术用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统的组成框图；图2显示为本专利技术用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统的一实施例的系统图；图3显示为本专利技术用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统的外形示意图；图4显示为本专利技术用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统及方法的信号处理流程图；图5显示为本专利技术用于微小卫星的高速数据管理和传输的方法的流程图。元件标号说明11集成的数字单元12存储阵列13X频段调制器14X频段固放器15X频段天线111DSP芯片112FPGA芯片21CAN控制器22MRAM存储器S11～S16步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。请参阅图1，本专利技术提供一种用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统及方法，可解决微小卫星在功耗、布局受限条件下的高速数据处理问题，还具备多路数据流的复接调度功能。该高速数据管理和传输装置可以插板的形式安装在卫星综合电子舱中，由综合电子舱供电，还从综合电子舱间接接收多路载荷高速数据流和低速控制信号流。本专利技术还将常规高速数据管理及数据传输装置中的数字部分集成设计，可省略设备间的数据接口电路，具有外形尺寸小、重量轻和功耗低的特点。下面结合附图对本专利技术用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统及方法进行说明。如图1所示，本专利技术的一种用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统包括集成的数字单元11、存储阵列12、X频段调制器13、X频段固放器14以及X频段天线15，其中集成的数字单元11与存储阵列12和X频段调制器13连接，X频段调制器13与X频段固放器14连接，X频段固放器14与X频段天线15连接。结合图2所示，集成的数字单元11包括DSP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统，其特征在于，包括：集成的数字单元，包括DSP芯片和FPGA芯片，所述DSP芯片通过外部存储器接口以异步形式连接所述FPGA芯片，所述集成的数字单元以插板的形式安装于微小卫星的综合电子舱中，并通过安装的接口与所述综合电子舱进行通信；所述DSP芯片用于接收和处理所述综合电子舱发送的数据注入命令，还用于管理控制所述FPGA芯片的操作；所述FPGA芯片用于对从所述综合电子舱接收的高速数据流和实时数据流进行存储操作、读取操作以及复接操作；存储阵列，与所述FPGA芯片连接，用于对所述FPGA芯片在进行存储操作时所写入的所述高速数据流和所述实时数据流进行存储；以及X频段调制器，与所述FPGA芯片连接，用于对所述FPGA芯片在进行复接操作时所形成的基带信号进行调制，所述X频段调制器采用微波直接调制技术将所述基带信号调制成X频段射频信号，进而通过X频段天线将所述X频段射频信号发送至地面。

【技术特征摘要】
1.一种用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统，其特征在于，包括：集成的数字单元，包括DSP芯片和FPGA芯片，所述DSP芯片通过外部存储器接口以异步形式连接所述FPGA芯片，所述集成的数字单元以插板的形式安装于微小卫星的综合电子舱中，并通过安装的接口与所述综合电子舱进行通信；所述DSP芯片用于接收和处理所述综合电子舱发送的数据注入命令，还用于管理控制所述FPGA芯片的操作；所述FPGA芯片用于对从所述综合电子舱接收的高速数据流和实时数据流进行存储操作、读取操作以及复接操作；存储阵列，与所述FPGA芯片连接，用于对所述FPGA芯片在进行存储操作时所写入的所述高速数据流和所述实时数据流进行存储；以及X频段调制器，与所述FPGA芯片连接，用于对所述FPGA芯片在进行复接操作时所形成的基带信号进行调制，所述X频段调制器采用微波直接调制技术将所述基带信号调制成X频段射频信号，进而通过X频段天线将所述X频段射频信号发送至地面。2.如权利要求1所述的用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统，其特征在于，还包括X频段固放器，与所述X频段调制器连接，用于将所述X频段调制器所形成的X频段射频信号进行放大处理，经放大后的X频段射频信号再通过所述X频段天线进行发送。3.如权利要求1或2所述的用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统，其特征在于，还包括连接于所述DSP芯片和所述FPGA芯片的CAN控制器，所述CAN控制器通过CAN总线与所述综合电子舱通信连接，所述CAN控制器用于接收所述综合电子舱发送的控制指令和获取所述DSP芯片与所述FPGA芯片的系统状态向所述综合电子舱发送。4.如权利要求1所述的用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统，其特征在于，所述FPGA芯片进行复接操作时，对所述高速数据流和所述实时数据流进行复接以形成复接数据流，并对所形成的复接数据流进行信道编码操作而生成基带信号。5.如权利要求1所述的用于微小卫星的高速数据管理和传输的系统，其特征在于，所述DSP芯片通过外部存储器接口以异步形式连接有MRAM存...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄佳，董亮，陈夏，李宗德，聂磊，杨柳青，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：上海;31