星载电子设备综合化系统管控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种星载电子设备综合化系统的管控系统，旨在提供一种稳定可靠和扩展性强的分层级开放式系统，本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：根据星载电子设备综合化系统的构型特征，从物理资源线形成系统级资源管控、物理子系统级资源管理和硬件模块单元级控制的三层级管理，从任务功能线形成系统级任务管控、功能子系统级功能管理和功能单元级控制的三层级管理。系统综合管控器部署在综合管控子系统，负责系统级资源管控和系统级任务管控，根据系统蓝图和任务指令，完成系统的资源调度和任务管理。本发明专利技术克服了现有技术“联合式”系统及以前“分离式”系统都是传感器功能和设备绑定的设备或模块故障会导致传感器功能无法完成的缺陷。

Control system for integrated system of on-board electronic equipment

The invention discloses a satellite integrated system of electronic equipment control framework, which aims to provide a framework for hierarchical open reliable and extensible, the invention is realized by the following technical scheme: according to the structure characteristics of spaceborne electronic equipment integrated system, form a system level resource control, physical subsystem the resource management module and hardware level control of three level of management from the physical resources, the formation of the system level task management, subsystem level management function and function control unit functions three level of management from the task function line. The system integrated controller is deployed in the integrated control subsystem, responsible for system level resource control and system level task control, according to the system blueprint and task instructions, complete the system resource scheduling and task management. The invention overcomes the defects that the prior art, the combined system and the former separated system are all devices or modules which are restricted by the sensor function and the equipment and can cause the sensor function to be unable to complete.

【技术实现步骤摘要】
星载电子设备综合化系统管控架构
本专利技术属航天航空
，具体涉及一种用于星载电子设备综合化系统的开放式管控架构。
技术介绍
卫星电子设备一般包括卫星平台电子设备和卫星载荷电子设备(简称为星载电子设备)，卫星平台电子设备是保证卫星平台设备，保障卫星正常运转的基础，而卫星载荷电子设备是卫星的任务系统，目前卫星平台和载荷的电子设备有一体化综合化设计趋势，但本专利技术只以卫星载荷的电子设备综合化系统为对象。随着航天飞行器的发展，星载电子设备不断扩展新任务和新需求，对星载电子设备的集成度、可扩展性与综合化能力提出了更严苛的需求。传统的星载电子设备以联合式架构设计为主，以各个独立设备为基本单元构建系统，这种系统独立设计相应的孔径、信道及处理设备实现相应的雷达、电子侦察、通信和融合识别等功能。由于功能分立，各相关孔径、信道和处理资源固化，架构封闭，难以进行功能扩展，通用资源无法分时复用，资源利用率低，造成体积大、重量高、功耗大、操作性差、故障环节多、价格昂贵等问题，系统扩展、升级和成长能力较弱。同时由于“联合式”系统及以前“分离式”系统都是传感器功能和设备绑定，物理设备中的设备或模块故障都会导致传感器功能无法完成。为了解决星载电子设备联合式系统存在的不足及开放性等问题，研究星载电子设备综合化系统的需求非常迫切，势在必行。星载电子设备综合化系统采用模块化、通用化、标准化和综合化的“四化”设计思路，在系统设计初期将以前雷达、电子侦察、通信和融合识别等功能子系统的功能软硬件进行解耦，解耦硬件平台与功能应用软件，为通用化和模块化提供基础，同时将其系统设备颗粒度由系统级到设备级更进一步细化到模块级，并对硬件模块和软件接口进行标准化，为系统的综合化提供设计基础。综合化系统将系统软硬件资源的所有权和使用权进行分离，软硬件资源的所有权由“联合式”系统的功能子系统所有转换为“综合化”系统的系统拥有，同时软硬件资源的使用权由“联合式”系统的功能独占排它性使用转换为无任务时由“综合化”系统管理和有任务时由系统按照蓝图分配给功能使用两种情况。由于星载电子设备综合化系统包含了综合管控子系统、综合孔径子系统、综合信道子系统、综合处理子系统和综合保障子系统等设备平台，为了在星载电子设备模块化、标准化和通用化的基础上实现综合化，同时满足系统的开放性、扩展性和可靠性等要求，则综合化系统需要开放合理的管控架构以支撑系统的综合化。星载电子设备综合化系统通过驻留综合管控子系统的系统综合管控器统一调度和综合孔径、综合信道、综合处理及综合保障等子系统资源管理器配合的情况下，完成雷达、电子侦察、通信和融合识别等子系统功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上描述的星载电子设备综合化系统的管理控制要求，提供一种管控架构层级清晰、管控分工明确、集成度高、减重减体积、稳定可靠和扩展性强的星载电子设备综合化系统分层级开放式架构，通过驻留综合管控子系统的系统综合管控器统一调度管理，旨在实现星载电子设备的综合孔径、综合信道、综合处理和综合保障等物理子系统和雷达、电子侦察、通信和融合识别等功能子系统解耦后的管理控制，在综合孔径、综合信道、综合处理和综合保障等物理子系统动态耦合雷达、电子侦察、通信和融合识别等功能子系统后的管理控制，以及综合管控、综合孔径、综合信道、综合处理和综合保障等物理子系统及雷达、电子侦察、通信和融合识别等功能子系统的健康管理。本专利技术的上述目的可以通过以下介绍方案予以实现，一种星载电子设备综合化系统的管控架构，包括：包含了通过以太网网络或1553B总线互联通信，且子系统间统一数据接口和控制信息接口的综合管控子系统、综合孔径子系统、综合信道子系统、综合处理子系统和综合保障子系统的物理设备子系统硬件平台和动态加载的雷达、电子侦察、通信和融合识别功能子系统和高速背板，其特征在于：根据星载电子综合化系统由设备分系统和任务分系统组成的结构特征，采用设备资源线和任务功能线的分类分层级管控架构，分为系统级综合管控、子系统级管理和模块/功能单元级控制三层管控层面；其中，系统级综合管控层面形成的系统综合管控器为第一层系统级综合管控层面，物理设备分系统的物理子系统资源管理器和任务功能分系统的功能子系统功能管理器为第二层子系统级管理层面，物理设备分系统的硬件模块控制单元和任务功能分系统的功能控制单元为第三层模块/功能级单元控制层面；系统综合管控器根据任务需求向综合孔径、综合信道、综合处理和综合保障子系统下发管控指令，根据系统的任务蓝图进行任务重构，在系统任务需求发生变化时，按照确定性的任务功能切换方案进行工作，通过分时复用系统的通用硬件资源，加驻不同的功能应用软件实现不同的传感器功能；综合孔径、综合信道、综合处理和综合保障子系统管控配合综合管控子系统完成各物理子系统资源的自身模块的健康管理和动态加载软件及其硬件模块资源管控，并通过RapidIO网络或CAN总线对各自物理子系统的内部模块进行控制管理和系统健康管理，各物理子系统的相应模块配合完成功能软件动态加载和控制管理。本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：管控架构层级清晰。本专利技术采用主要包括负责系统级综合管控的系统综合管控器，负责综合孔径、综合信道、综合处理、综合保障物理子系统级资源管理的子系统资源管理器和负责雷达、电子侦察、通信和融合识别功能子系统功能管理的子系统功能管理器，负责模块单元级控制的各模块控制单元和功能单元级控制的各功能控制单元。根据系统的物理设备和任务功能构型特征分别从物理资源线和任务功能线进行分层级管理，从物理资源线形成系统级资源管控、物理子系统级资源管理和硬件模块单元级控制的三层级管理，从任务功能线形成系统级任务管控、功能子系统级功能管理和功能单元级控制的三层级管理，管控架构层级清晰。各层级管控分工明确。本专利技术采用综合管控子系统的系统综合管控器接收系统蓝图的任务要求，载入相应的系统工作参数，依据系统蓝图完成综合孔径子系统、综合信道子系统、综合处理子系统和综合保障子系统的资源管理，对系统硬件资源进行分层级管理，形成系统级物理资源管控、物理子系统管理和硬件模块控制的三层级管理，加载任务后，对系统任务功能进行分层级管理，形成系统级任务功能管控、功能子系统管理和功能单元控制的三层级管理。从物理资源线和任务功能线两方面对系统进行分层级进行管理控制，物理资源方面从系统级到物理子系统级再到硬件模块级，任务功能方面从系统级到功能子系统级再到功能单元级，分解系统各级管控的功能，明确各级管控的责任进行资源和任务及健康管理。系统综合管控器主要负责完成系统决策管理、系统调度管理物理资源方面的系统级资源管控和加载任务后任务功能方面的系统级任务管控。综合孔径子系统、综合信道子系统、综合处理子系统和综合保障子系统的子系统资源管理器配合系统综合管控器完成系统资源分配、系统资源加断电控制和任务功能软件动态加卸载等资源管控功能。综合孔径子系统、综合信道子系统、综合处理子系统和综合保障子系统的各模块控制单元配合各子系统资源管理器完成模块自身的健康管理和软件的动态加卸载等硬件模块资源管控功能。动态加载的雷达、电子侦察、通信和融合识别功能子系统功能管理器负责完成功能初始参数和功能健康管理等功能子系统的功能管控功能。由动态分配的处理模块和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星载电子设备综合化系统的管控架构，包括：包含了通过以太网网络或1553B总线互联通信，且子系统间统一数据接口和控制信息接口的综合管控子系统、综合孔径子系统、综合信道子系统、综合处理子系统和综合保障子系统的物理设备子系统硬件平台和动态加载的雷达、电子侦察、通信和融合识别功能子系统和高速背板，其特征在于：根据星载电子综合化系统由设备分系统和任务分系统组成的结构特征，采用设备资源线和任务功能线的分类分层级管控架构，分为系统级综合管控、子系统级管理和模块/功能单元级控制三层管控层面；其中，系统级综合管控层面形成的系统综合管控器为第一层系统级综合管控层面，物理设备分系统的物理子系统资源管理器和任务功能分系统的功能子系统功能管理器为第二层子系统级管理层面，物理设备分系统的硬件模块控制单元和任务功能分系统的功能控制单元为第三层模块/功能级单元控制层面；系统综合管控器根据任务需求向综合孔径、综合信道、综合处理和综合保障子系统下发管控指令，根据系统的任务蓝图进行任务重构，在系统任务需求发生变化时，按照确定性的任务功能切换方案进行工作，通过分时复用系统的通用硬件资源，加驻不同的功能应用软件实现不同的传感器功能；综合孔径、综合信道、综合处理和综合保障子系统管控配合综合管控子系统完成各物理子系统资源的自身模块的健康管理和动态加载软件及其硬件模块资源管控，并通过RapidIO网络或CAN总线对各自物理子系统的内部模块进行控制管理和系统健康管理，各物理子系统的相应模块配合完成功能软件动态加载和控制管理。...

【技术特征摘要】
1.一种星载电子设备综合化系统的管控架构，包括：包含了通过以太网网络或1553B总线互联通信，且子系统间统一数据接口和控制信息接口的综合管控子系统、综合孔径子系统、综合信道子系统、综合处理子系统和综合保障子系统的物理设备子系统硬件平台和动态加载的雷达、电子侦察、通信和融合识别功能子系统和高速背板，其特征在于：根据星载电子综合化系统由设备分系统和任务分系统组成的结构特征，采用设备资源线和任务功能线的分类分层级管控架构，分为系统级综合管控、子系统级管理和模块/功能单元级控制三层管控层面；其中，系统级综合管控层面形成的系统综合管控器为第一层系统级综合管控层面，物理设备分系统的物理子系统资源管理器和任务功能分系统的功能子系统功能管理器为第二层子系统级管理层面，物理设备分系统的硬件模块控制单元和任务功能分系统的功能控制单元为第三层模块/功能级单元控制层面；系统综合管控器根据任务需求向综合孔径、综合信道、综合处理和综合保障子系统下发管控指令，根据系统的任务蓝图进行任务重构，在系统任务需求发生变化时，按照确定性的任务功能切换方案进行工作，通过分时复用系统的通用硬件资源，加驻不同的功能应用软件实现不同的传感器功能；综合孔径、综合信道、综合处理和综合保障子系统管控配合综合管控子系统完成各物理子系统资源的自身模块的健康管理和动态加载软件及其硬件模块资源管控，并通过RapidIO网络或CAN总线对各自物理子系统的内部模块进行控制管理和系统健康管理，各物理子系统的相应模块配合完成功能软件动态加载和控制管理。2.如权利要求1所述的星载电子设备综合化系统的管控架构，其特征在于：系统综合管控器驻留综合管控子系统，根据系统蓝图的资源信息、功能的资源配置信息、系统的资源状态信息和系统的任务模式信息进行资源调度和任务调度，负责系统顶层的资源管理、功能管理、参数管理和健康管理，通过分时复用系统的通用硬件资源，加驻不同的功能应用软件实现不同的传感器功能，向物理设备分系统的综合孔径、综合信道、综合处理和综合保障子系统和任务功能分系统动态加载的雷达、电子侦察、通信和融合识别功能子系统下发管控指令。3.如权利要求1所述的星载电子设备综合化系统的管控架构，其特征在于：功能单元级控制由各功能单元完成，配合各功能子系统功能管理器完成对功能的参数控制及健康管理；根据系统的物理设备和任务功能构型特征分别从物理资源线和系统任务功能线分别进行分层和分级管理，形成系统级物理资源管控、物理子系统管控和硬件模块控制的三级物理硬件资源的分层级管理，以及系统级任务功能管控、功能子系统管控和功能单元实时控制三级任务功能的分层级管理，分解系统各级管控的功能，明确各级管控的责任。4.如权利要求1所述的星载电子设备综合化系统的管控架构，其特征在于：高速背板上集成了模块化、通用化、标准化和综合化各种模块的综合管控子系统作为综合化系统的管理控制核心，采用标准总线通信接口协议的通信网络将星载电子设备进行综合化互联，根据系统蓝图的任务要求给出决策信息，完成设备资源分配，载入相应的系统工作参数，完成系统级物理资源管控和系统级任务功能管控，统一任务调度和决策管理控制信息和数据信息的传输与利用。5.如权利要求1所述的星载电子设备综合化系统的管控架构，其特征在于：综合管控子系...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小华，陶孙杰，柴霖，杨海峰，王杰，王钧慧，
申请(专利权)人：西南电子技术研究所中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51