一种适用于小卫星的星上系统控制装置及方法制造方法及图纸

一种适用于小卫星的星上系统控制装置及方法，总线数据解析模块从星上通信总线获取遥控数据并向遥控数据接收执行模块发送遥控数据，遥控数据包括星上系统所使用的指令和应用软件程序数据块；遥测数据生成模块收集星上单机设备硬件、软件运行状态信息形成遥测数据传递至总线数据解析模块；遥控数据接收执行模块将遥控数据转发至应用软件加载及重构模块和可定制功能模块；应用软件加载及重构模块根据遥控数据的指令为星上单机设备读取出应用软件程序数据块通过验证后加载到缓存中运行；其还接收更新版本应用软件程序数据块并校验软件程序数据块；可定制功能模块根据星上单机设备的特性定制扩展星上单机设备的功能。本发明专利技术扩展了小卫星设备的功能。扩展了小卫星设备的功能。扩展了小卫星设备的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于小卫星的星上系统控制装置及方法


[0001]本专利技术属于卫星
，尤其涉及一种适用于小卫星的星上系统控制装置及方法。

技术介绍

[0002]众所周知，由于小卫星具有研制周期短、研制成本低等独特优势，已涉及包括遥感、深空探测、空间技术试验验证等领域，且小卫星的研制数量也在逐年提高，对研制周期提出了更高挑战。这要求小卫星产品研制需要在公共的硬件平台上打造更加通用的最小系统软件架构，以满足不同设备、不同应用功能的开发需求。这里，最小系统软件是指不多个同星载设备需实现的最基本的、共有的核心软件功能及软件架构，在实际的设计和应用中也可以将其视为一个具有信息处理和交互能力的、可实现特定功能的系统控制模块或装置。
[0003]目前，小卫星产品设备硬件平台的核心架构配置多为PROM+FLASH/EEPROM+SRAM。一般地，PROM器件用来固化单机设备的应用软件主程序，使用PROM器件用来存储各单机设备的应用软件主程序，虽然对设备软件运行的可靠性有一定帮助，但由于不同单机设备的功能需求不同，所以主程序必然存在较大差异，各单机设备功能专一。而且，由于PROM为一次性编程器件，因此应用软件主程序一旦固化至PROM器件后，则不可再升级更改，应用功能的扩展性受到了极大限制。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种适用于小卫星的星上系统控制装置及方法，该星上系统控制装置具有应用软件在轨更新维护的能力，解决了应用软件主程序固化后，不可升级更改的问题。并且，该系统软件架构适用于大多数小卫星设备，解决了传统小卫星设备功能专一的问题，具有较强的通用性。
[0005]本专利技术提出一种适用于小卫星的星上系统控制装置，包括：总线数据解析模块、遥测数据生成模块、遥控数据接收执行模块、应用软件加载及重构模块、可定制功能模块，其中，
[0006]总线数据解析模块接收由遥测数据生成模块采集的遥测数据并将所述遥测数据通过星上通信总线传递至星务计算机，并从星上通信总线获取遥控数据再向遥控数据接收执行模块转发所述遥控数据；所述遥控数据由地面上注且包括星上系统所使用的指令和应用软件程序数据块；所述星上系统是由一台以上星上单机设备构成的系统；
[0007]遥测数据生成模块收集所述星上系统所包含的星上单机设备的硬件状态、软件运行状态，并按规定的应用层协议形成遥测数据传递至总线数据解析模块；
[0008]遥控数据接收执行模块从所述总线数据解析模块获取所述遥控数据，并根据其中的提示字节将所述遥控数据转发至应用软件加载及重构模块和可定制功能模块；
[0009]应用软件加载及重构模块根据所述遥控数据包括的指令为所述星上系统中相应
的星上单机设备从星上非易失性存储器中读取出应用软件程序数据块并通过验证后加载到缓存中运行；应用软件加载及重构模块还接收地面上注的更新版本的应用软件程序数据块并校验，校验正确后将更新版本的应用软件程序数据块存储在所述星上非易失性存储器中；
[0010]可定制功能模块接收来自遥控数据接收执行模块的遥控数据，根据所述遥控数据包括的指令中的提示字节选择星上系统中相应的星上单机设备执行所述指令实现相应的定制功能；并向遥测数据生成模块发送所述星上单机设备因执行所述指令所产生的遥测数据。
[0011]进一步的，所述总线数据解析模块将所述星上系统所包含的各星上单机设备的总线物理地址设置成相同地址；所述地址的星上单机设备对其收到的遥控数据的指令中的提示字节进行判断，如果所述提示字节的单机代号与自身单机代号一致，则执行所述指令。
[0012]进一步的，所述星上单机设备的硬件状态包括：非易失性存储器的存储状态、非易失性存储器的操作状态、非易失性存储器的自检状态以及供电电压的检测状态。
[0013]进一步的，所述星上单机设备的软件运行状态包括：单机设备正确接收的指令数据块计数、正确接收的程序数据块计数、当前软件运行模式、应用软件的校验状态以及应用软件的加载状态；
[0014]所述应用软件的校验状态用于显示星上系统对接收到的应用软件程序数据块的校验结果；
[0015]所述应用软件的加载状态用于显示星上系统对接收到的应用软件程序数据块的加载结果。
[0016]进一步的，所述指令具体包括：星上系统工作模式切换指令、应用软件搬移指令、应用软件启动指令；所述星上系统工作模式切换指令用于将星上系统保持在接受并解析地面上注的应用软件程序数据块的状态；所述应用软件搬移指令用于将已接收到的应用软件数据块送入星上非易失性存储器件中存储；所述应用软件启动指令用于加载并运行星上非易失性存储器件中的应用软件，若其中有更新的应用软件，则优先运行更新后的软件。
[0017]进一步的，所述应用软件加载及重构模块从星上非易失性存储器中读取出应用软件程序数据块通过验证后加载到缓存中运行，进一步包括：在星上非易失性存储器中分三区相应的存储三份应用软件程序数据块，所述应用软件加载及重构模块在加载应用软件程序数据块时，取出每一区的应用软件程序数据块，并根据数据块长度进行三取二比对验证；若验证通过，则按规定策略选择其中一区应用软件程序进行加载运行，若验证不通过，则不进行加载运行，并通过遥测数据生成模块告知地面。
[0018]进一步的，所述校验应用软件程序数据块具体包括：对应用软件程序数据块经过正确性校验，若某块程序数据块校验有误，通过遥测数据下传地面申请重复发送；获取所有应用软件程序数据块后进行完整性和正确性校验，校验正确后将所述应用软件程序数据块存储在所述星上非易失性存储器；若校验错误，则舍弃此次更新版本应用软件，给出相应状态标志并传送至遥测数据生成模块。
[0019]本专利技术还提出一种适用于小卫星的星上系统控制方法，包括：
[0020]总线数据解析：从星上通信总线获取遥控数据并转发所述遥控数据；所述遥控数据包括所述星上系统所使用的指令和应用软件程序数据块；所述星上系统是由一台以上星
上单机设备构成的系统；
[0021]接收执行遥控数据：获取所述遥控数据并根据其中的提示字节将所述遥控数据转发至星上系统；
[0022]应用软件加载及重构：根据所述遥控数据的指令为所述星上系统中相应的星上单机设备从星上非易失性存储器中读取出应用软件程序数据块通过验证后加载到缓存中运行；接收地面上注的更新版本应用软件程序数据块并校验所述应用软件程序数据块，校验正确后将所述应用软件程序数据块存储在所述星上非易失性存储器；
[0023]功能定制：根据所述遥控数据的指令中的提示字节选择所述星上系统中相应的星上单机设备执行所述指令实现相应的定制功能，并生成所述星上单机设备因执行所述指令所产生的相关数据；
[0024]生成遥测数据：收集所述星上单机设备执行所述指令所产生的相关数据以及所述星上单机设备的硬件状态数据，将所述数据并按规定的应用层协议形成遥测数据传递至总线数据解析步骤再传递至星务计算机。
[0025]进一步的，所述功能定制步骤中，根据所述遥控数据中的提示字节选择本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于小卫星的星上系统控制装置，其特征在于，包括：总线数据解析模块、遥测数据生成模块、遥控数据接收执行模块、应用软件加载及重构模块、可定制功能模块，其中，总线数据解析模块接收由遥测数据生成模块采集的遥测数据并将所述遥测数据通过星上通信总线传递至星务计算机，并从星上通信总线获取遥控数据再向遥控数据接收执行模块转发所述遥控数据；所述遥控数据由地面上注且包括星上系统所使用的指令和应用软件程序数据块；所述星上系统是由一台以上星上单机设备构成的系统；遥测数据生成模块收集所述星上系统所包含的星上单机设备的硬件状态、软件运行状态，并按规定的应用层协议形成遥测数据传递至总线数据解析模块；遥控数据接收执行模块从所述总线数据解析模块获取所述遥控数据，并根据其中的提示字节将所述遥控数据转发至应用软件加载及重构模块和可定制功能模块；应用软件加载及重构模块根据所述遥控数据包括的指令为所述星上系统中相应的星上单机设备从星上非易失性存储器中读取出应用软件程序数据块并通过验证后加载到缓存中运行；应用软件加载及重构模块还接收地面上注的更新版本的应用软件程序数据块并校验，校验正确后将更新版本的应用软件程序数据块存储在所述星上非易失性存储器中；可定制功能模块接收来自遥控数据接收执行模块的遥控数据，根据所述遥控数据包括的指令中的提示字节选择星上系统中相应的星上单机设备执行所述指令实现相应的定制功能；并向遥测数据生成模块发送所述星上单机设备因执行所述指令所产生的遥测数据。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述总线数据解析模块将所述星上系统所包含的各星上单机设备的总线物理地址设置成相同地址；所述地址的星上单机设备对其收到的遥控数据的指令中的提示字节进行判断，如果所述提示字节的单机代号与自身单机代号一致，则执行所述指令。3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述星上单机设备的硬件状态包括：非易失性存储器的存储状态、非易失性存储器的操作状态、非易失性存储器的自检状态以及供电电压的检测状态。4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述星上单机设备的软件运行状态包括：单机设备正确接收的指令数据块计数、正确接收的程序数据块计数、当前软件运行模式、应用软件的校验状态以及应用软件的加载状态；所述应用软件的校验状态用于显示星上系统对接收到的应用软件程序数据块的校验结果；所述应用软件的加载状态用于显示星上系统对接收到的应用软件程序数据块的加载结果。5.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述指令具体包括：星上系统工作模式切换指令、应用软件搬移指令、应用软件启动指令；所述星上系统工作模式切换指令用于将星上系统保持在接收并解析地面上注的应用软件程序数据块的状态；所述应用软件搬移指令用于将已接收到的应用软件数据块送入星上非易失性存储器件中存储；所述应用软件启动指令用于加载并运行星上非易失性存储器件中的应用软件；若其中
有更新的应用软件，则优先运行更新后的软件。6.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述应用软件加载及重构模块从星上非易失性存储器中读取出应用...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌麟，李晓，王旭，李军予，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：