一种单板星载综合电子系统技术方案

本发明专利技术提供一种单板星载综合电子系统，包括：刷新仲裁模块、数据处理模块、星务接口模块、星务CPU模块及板间连接器，所述刷新仲裁模块通过所述板间连接器连接第一外部设备及第二外部设备以分别接收存储数据及遥测数据，所述数据处理模块通过所述板间连接器连接第三外部设备以接收遥控指令，所述星务接口模块通过所述板间连接器连接第四外部设备以接收星务数据，所述星务CPU模块通过所述星务接口模块分别与所述刷新仲裁模块、数据处理模块及星务接口模块连接以接收所述星务数据、遥控指令及遥测数据。本发明专利技术的系统扩展性强、集成度高。

【技术实现步骤摘要】
一种单板星载综合电子系统
本专利技术涉及星载电子
，特别涉及一种单板星载综合电子系统。
技术介绍
卫星平台一般由遥测、AOS、遥控、星务、姿控、能源、热控等模块组成，各模块一般以独立单机的形式实现其模块功能。按照传统的卫星研制方案，卫星由各个分系统组成；各个分系统由各专业航天院所研制，以独立的单机形式安装在整星中；卫星后期的总装和集成测试工作由卫星总体单位负责。显然，这种由各单机分系统组成的卫星，研制周期延长，卫星重量增加，整星功耗大，极大增加卫星研制和发射的成本。尽管目前有些微纳卫星采用了综合电子系统(单机)，但是本质上仍是把各卫星平台单机的电路板，插接在单机的底板上，组合成综合电子系统，相对传统的卫星，减小了一些体积，降低了一些功耗。但是，还没有真正做到高度集成和低功耗；综合电子系统(单机)统一底板的存在，使得功能扩展较弱，一旦需要增加功能模块，需要重新设计底板。
技术实现思路
本专利技术技术方案解决的技术问题为，如何提供扩展性强、集成度高的卫星单板电子系统。为了解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供了一种单板星载综合电子系统，包括：刷新仲裁模块、数据处理模块、星务接口模块、星务CPU模块及板间连接器，所述刷新仲裁模块通过所述板间连接器连接第一外部设备及第二外部设备以分别接收存储数据及遥测数据，所述数据处理模块通过所述板间连接器连接第三外部设备以接收遥控指令，所述星务接口模块通过所述板间连接器连接第四外部设备以接收星务数据，所述星务CPU模块通过所述星务接口模块分别与所述刷新仲裁模块、数据处理模块及星务接口模块连接以接收所述星务数据、遥控指令及遥测数据。可选的，所述刷新仲裁模块适于发送所述存储数据至所述数据处理模块，接收所述数据处理模块发送的遥控指令，并将指定类型的遥控指令及所述遥测数据发送至所述星务接口模块；所述星务接口模块适于传递所述星务数据、指定类型的遥控指令及遥测数据至所述星务CPU模块，并发送存储指令至所述数据处理模块；所述数据处理模块适于接收所述存储数据并根据所述存储指令对所述存储数据进行存储操作；所述星务CPU模块适于接收所述星务数据、指定类型的遥控指令及遥测数据以进行星务控制。可选的，所述板间连接器内至少通过以下连接接口中的一种与所述外部设备通信CAN总线、Flexray总线、异步RS422接口、同步RS422接口及LVDS接口。可选的，所述刷新仲裁模块包括：第一FPGA单元及第一存储单元；所述第一存储单元适于存储所述数据处理模块的初始配置文件及更新配置文件，所述第一FPGA单元适于在上电时读取所述初始配置文件以加载所述数据处理模块，并在启动更新时读取所述更新配置文件以重新加载数据处理模块。可选的，其特征在于，所述刷新仲裁模块还包括：第一接口单元；所述第一接口单元包括：与所述板间连接器连接的OC指令接口、LVDS接口、同步RS422接口、异步RS422接口，与所述数据处理模块连接的第一BF接口及第一加载刷新接口，与所述星务接口模块连接的第一CF_BF接口。可选的，所述数据处理模块包括：第二FPGA单元、第二存储单元及ADC部分；所述第二FPGA单元适于完成接口、遥控基带处理、大容量存储、数据复接和编码下发，所述第二存储单元适于负责大容量数据存储，包括所述存储数据，所述ADC部分适于将原始遥控数据转换为数字信号以产生所述遥控指令。可选的，所述数据处理模块还包括：第二接口单元；所述第二接口单元包括：与所述刷新仲裁模块连接的第二BF接口及第二加载刷新接口，与所述星务接口模块连接的第一CF接口。可选的，所述星务接口模块包括：第三FPGA单元、模拟量采集单元及第三存储单元；所述第三FPGA单元为所述星务接口模块的通信格式转换通道，所述模拟量采集单元适于采集系统内部的模拟量及外部其它单机的模拟量以产生所述星务数据，所述第三存储单元适于存储系统运行数据以供所述星务CPU模块读取。可选的，所述星务接口模块还包括：第三接口单元；所述第三接口单元包括：通过所述板间连接器与外部其它单机通信的异步RS422接口、与所述星务CPU模块交互数据的第一EMIF接口及第一中断接口、与所述数据处理模块交互的CF接口、与刷新仲裁模块交互的第二CF_BF接口。可选的，所述星务CPU模块包括：CPU单元及接口单元；所述CPU单元通过所述接口单元实现模块间通信，所述接口单元包括：与所述板间连接器连接的CAN通信接口及Flexray通信接口、与所述星务接口模块连接的第二EMIF接口和第二中断接口。可选的，所述单板星载综合电子系统还包括：电源模块；所述电源模块适于将卫星电源进行转换以对所述刷新仲裁模块、数据处理模块、星务接口模块及星务CPU模块供电。本专利技术技术方案的有益效果至少包括：本专利技术技术方案针对传统卫星设计中卫星平台通用功能需要多个单机或者多块电路板共同工作才能实现的缺点，利用当今先进的电子技术，把卫星平台通用的功能，集中在一块单板上实现，对外预留通用接口，便于功能扩展，具有高功能密度、低功耗、通用化、标准化、可扩展性强的特点。本专利技术技术方案可完成卫星平台通用的功能(星务、姿控、遥控、遥测、数传等)，板上承载板间连接器，板间连接器内有CAN总线、异步RS422、同步RS422、LVDS等各种接口与外部设备互联互通，便于和外部设备连接和扩展。本专利技术技术方案的单板星载综合电子系统由刷新仲裁模块、数据处理模块、星务接口模块、星务CPU模块组成，还可包括电源模块。其中，刷新仲裁模块、星务接口模块的FPGA单元可采用经过长期在轨飞行经历的高可靠Flash型FPGA，数据处理模块则采取热备份、星务CPU采取冷备份的工作方式，能够大大提高综合电子系统的可靠性。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其他特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术技术方案提供的一种单板星载综合电子系统的整体结构示意图；图2为本专利技术技术方案所提供单板星载综合电子系统模块间的通信结构示意图；图3为本专利技术技术方案所提供单板星载综合电子系统刷新仲裁模块的结构示意图；图4为本专利技术技术方案所提供单板星载综合电子系统数据处理模块的结构示意图；图5为本专利技术技术方案所提供单板星载综合电子系统星务接口模块的结构示意图；图6为本专利技术技术方案所提供单板星载综合电子系统星务CPU模块的结构示意图。具体实施方式为了更好的使本专利技术的技术方案清晰的表示出来，下面结合附图对本专利技术作进一步说明。一种单板星载综合电子系统，如图1所示，包括：刷新仲裁模块、数据处理模块、星务接口模块、星务CPU模块及板间连接器，其中，单板星载综合电子系统还可以包括：电源模块(图1中未示出)。电源模块适于将卫星电源进行转换以对所述刷新仲裁模块、数据处理模块、星务接口模块、星务CPU模块及板间连接器供电。在本专利技术技术方案中，所有的模块均位于单板内，且板上承载板间连接器，板间连接器内有CAN总线、异步RS422、同步RS422、LVDS、Flexray等各种接口与外部设备互联互通，便于和外部设备连接和扩展。具体的，所述刷新仲裁模块通过所述板间连接器连接第一外部设备及第二外部设备以分别接收存储数据及遥测数据，所述数据处理模块通过所述板间连接器连接第三外部设备以接收遥控指令，所述星务接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单板星载综合电子系统，其特征在于，包括：刷新仲裁模块、数据处理模块、星务接口模块、星务CPU模块及板间连接器，所述刷新仲裁模块通过所述板间连接器连接第一外部设备及第二外部设备以分别接收存储数据及遥测数据，所述数据处理模块通过所述板间连接器连接第三外部设备以接收遥控指令，所述星务接口模块通过所述板间连接器连接第四外部设备以接收星务数据，所述星务CPU模块通过所述星务接口模块分别与所述刷新仲裁模块、数据处理模块及星务接口模块连接以接收所述星务数据、遥控指令及遥测数据。

【技术特征摘要】
1.一种单板星载综合电子系统，其特征在于，包括：刷新仲裁模块、数据处理模块、星务接口模块、星务CPU模块及板间连接器，所述刷新仲裁模块通过所述板间连接器连接第一外部设备及第二外部设备以分别接收存储数据及遥测数据，所述数据处理模块通过所述板间连接器连接第三外部设备以接收遥控指令，所述星务接口模块通过所述板间连接器连接第四外部设备以接收星务数据，所述星务CPU模块通过所述星务接口模块分别与所述刷新仲裁模块、数据处理模块及星务接口模块连接以接收所述星务数据、遥控指令及遥测数据。2.如权利要求1所述的单板星载综合电子系统，其特征在于，所述刷新仲裁模块适于发送所述存储数据至所述数据处理模块，接收所述数据处理模块发送的遥控指令，并将指定类型的遥控指令及所述遥测数据发送至所述星务接口模块；所述星务接口模块适于传递所述星务数据、指定类型的遥控指令及遥测数据至所述星务CPU模块，并发送存储指令至所述数据处理模块；所述数据处理模块适于接收所述存储数据并根据所述存储指令对所述存储数据进行存储操作；所述星务CPU模块适于接收所述星务数据、指定类型的遥控指令及遥测数据以进行星务控制。3.如权利要求1或2所述的单板星载综合电子系统，其特征在于，所述板间连接器内至少通过以下连接接口中的一种与所述外部设备通信CAN总线、Flexray总线、异步RS422接口、同步RS422接口及LVDS接口。4.如权利要求2所述的单板星载综合电子系统，其特征在于，所述刷新仲裁模块包括：第一FPGA单元及第一存储单元；所述第一存储单元适于存储所述数据处理模块的初始配置文件及更新配置文件，所述第一FPGA单元适于在上电时读取所述初始配置文件以加载所述数据处理模块，并在启动更新时读取所述更新配置文件以重新加载数据处理模块。5.如权利要求2或3所述的单板星载综合电子系统，其特征在于，所述刷新仲裁模块还包括：第一接口单元；所述第一接口单元包括：与所述板间连接器连接的OC指令接口、LVDS接口、同步RS422接口、异步RS422接口，与所述数据处理模块连接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洋，朱明，
申请(专利权)人：王洋，
类型：发明
国别省市：上海,31