[發(fā)明專利]一種小衛(wèi)星信號(hào)處理單元工作過程模擬方法、裝置及裝置中邏輯狀態(tài)機(jī)工作方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910312728.7
• 申請(qǐng)日: 2009-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN101777085A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉旺;趙光權(quán);彭宇;馬飛;彭喜元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G05B19/418
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 王吉東

1.一種小衛(wèi)星信號(hào)處理單元工作過程模擬裝置，其特征是：所述小衛(wèi)星信號(hào)處理單元工作 過程模擬裝置包括CAN接口電路(1)、FPGA通訊控制電路(2)、DSP解算電路(3)、X_RS485 接口電路(4)和S_RS485接口電路(5)，CAN接口電路(1)的第一數(shù)據(jù)通訊口為中心計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù) 通訊口，所述CAN接口電路(1)的第二數(shù)據(jù)通訊口連接FPGA通訊控制電路(2)的CAN并行 數(shù)據(jù)通訊口，所述FPGA通訊控制電路(2)的請(qǐng)求解算數(shù)據(jù)通訊口連接DSP解算電路(3)的解 算數(shù)據(jù)通訊口，所述FPGA通訊控制電路(2)的解算數(shù)據(jù)輸出端連接X_RS485接口電路(4)的 串行數(shù)據(jù)輸入端，所述X_RS485接口電路(4)的串行數(shù)據(jù)輸出端為動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)輸入 端，F(xiàn)PGA通訊控制電路(2)的RS-485串行數(shù)據(jù)輸入端連接S_RS485接口電路(5)的串行數(shù)據(jù) 輸出端，所述S_RS485接口電路(5)的串行數(shù)據(jù)輸入端為動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)輸出端；FPGA 通訊控制電路(2)內(nèi)部固化有串并轉(zhuǎn)換模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊、FIFO、存儲(chǔ)器和七個(gè)邏輯狀態(tài) 機(jī)，所述FIFO包括CAN接收FIFO、CAN發(fā)送FIFO、S_RS485接收FIFO和X_RS485發(fā) 送FIFO，所述存儲(chǔ)器包括CAN接收FIFO存儲(chǔ)器、CAN發(fā)送FIFO存儲(chǔ)器、S_RS485接收 FIFO存儲(chǔ)器和X_RS485發(fā)送FIFO存儲(chǔ)器，所述七個(gè)邏輯狀態(tài)機(jī)為CAN接口數(shù)據(jù)接收狀態(tài) 機(jī)、CAN接口數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)機(jī)、S_RS485接口數(shù)據(jù)接收狀態(tài)機(jī)、X_RS485接口數(shù)據(jù)發(fā)送狀 態(tài)機(jī)、太陽敏感器數(shù)據(jù)處理狀態(tài)機(jī)、磁力矩器數(shù)據(jù)處理狀態(tài)機(jī)和飛輪數(shù)據(jù)處理狀態(tài)機(jī)；

FPGA通訊控制電路(2)內(nèi)部固化的串并轉(zhuǎn)換模塊，用于將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)；

FPGA通訊控制電路(2)內(nèi)部固化的并串轉(zhuǎn)換模塊，用于將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)；

FPGA通訊控制電路(2)內(nèi)部固化的FIFO，用于緩存并行數(shù)據(jù)；

FPGA通訊控制電路(2)內(nèi)部固化的存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)FIFO中的FIFO數(shù)據(jù)；

所述模擬裝置的模擬過程為：

步驟一：接收動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，同時(shí)接收中心計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，所述動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)包括太 陽敏感器數(shù)據(jù)，所述中心計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)包括飛輪控制電壓和磁力矩器控制電壓；

步驟二：在動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中選出太陽敏感器數(shù)據(jù)，同時(shí)利用飛輪控制電壓和磁力矩器控 制電壓對(duì)飛輪模型和磁力矩器模型進(jìn)行解算，分別獲得飛輪轉(zhuǎn)速的解算數(shù)據(jù)和磁力矩器電壓 的解算數(shù)據(jù)；

步驟三：將太陽敏感器數(shù)據(jù)通過CAN總線轉(zhuǎn)發(fā)至中心計(jì)算機(jī)，同時(shí)將所有解算數(shù)據(jù)通過 CAN總線發(fā)送至中心計(jì)算機(jī)，并將所有解算數(shù)據(jù)通過RS-485總線發(fā)送至動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)。

2.權(quán)利要求1所述的一種小衛(wèi)星信號(hào)處理單元工作過程模擬裝置中的邏輯狀態(tài)機(jī)的工作方 法，其特征在于它包括CAN接口數(shù)據(jù)接收狀態(tài)機(jī)工作過程、CAN接口數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)機(jī)工作 過程、S_RS485接口數(shù)據(jù)接收狀態(tài)機(jī)工作過程、X_RS485接口數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)機(jī)工作過程、 太陽敏感器數(shù)據(jù)處理狀態(tài)機(jī)工作過程、磁力矩器數(shù)據(jù)處理狀態(tài)機(jī)工作過程和飛輪數(shù)據(jù)處理狀 態(tài)機(jī)工作過程；

CAN接口數(shù)據(jù)接收狀態(tài)機(jī)工作過程包括三個(gè)狀態(tài)：等待CAN數(shù)據(jù)狀態(tài)、CAN數(shù)據(jù)送入 CAN接收FIFO狀態(tài)和CAN接收FIFO數(shù)據(jù)存儲(chǔ)待處理狀態(tài)；

在等待CAN數(shù)據(jù)狀態(tài)，等待CAN數(shù)據(jù)到達(dá)，當(dāng)CAN數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)，進(jìn)入CAN數(shù)據(jù)送入 CAN接收FIFO狀態(tài)；

在CAN數(shù)據(jù)送入CAN接收FIFO狀態(tài)，將CAN數(shù)據(jù)送入CAN接收FIFO，當(dāng)CAN接收 FIFO不空時(shí)，進(jìn)入CAN接收FIFO數(shù)據(jù)存儲(chǔ)待處理狀態(tài)；

在CAN接收FIFO數(shù)據(jù)存儲(chǔ)待處理狀態(tài)，讀出CAN接收FIFO數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)至CAN接收 FIFO存儲(chǔ)器進(jìn)行待處理，當(dāng)CAN接收FIFO數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至CAN接收FIFO存儲(chǔ)器完畢，返回 等待CAN數(shù)據(jù)狀態(tài)；

CAN接口數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)機(jī)工作過程包括三個(gè)狀態(tài)：等待待發(fā)送數(shù)據(jù)送入存儲(chǔ)器狀態(tài)、待發(fā) 送數(shù)據(jù)送入CAN發(fā)送FIFO狀態(tài)和CAN發(fā)送FIFO數(shù)據(jù)送入CAN總線狀態(tài)；

在等待待發(fā)送數(shù)據(jù)送入存儲(chǔ)器狀態(tài)，等待待發(fā)送數(shù)據(jù)送入CAN發(fā)送FIFO存儲(chǔ)器，當(dāng)待發(fā) 送數(shù)據(jù)送入CAN發(fā)送FIFO存儲(chǔ)器完畢，進(jìn)入待發(fā)送數(shù)據(jù)送入CAN發(fā)送FIFO狀態(tài)；

在待發(fā)送數(shù)據(jù)送入CAN發(fā)送FIFO狀態(tài)，將待發(fā)送數(shù)據(jù)送入CAN發(fā)送FIFO，當(dāng)待發(fā)送數(shù) 據(jù)送入CAN發(fā)送FIFO完畢，進(jìn)入CAN發(fā)送FIFO數(shù)據(jù)送入CAN總線狀態(tài)；

在CAN發(fā)送FIFO數(shù)據(jù)送入CAN總線狀態(tài)，將CAN發(fā)送FIFO數(shù)據(jù)送入CAN總線，當(dāng) CAN發(fā)送FIFO數(shù)據(jù)送入CAN總線完畢，返回等待待發(fā)送數(shù)據(jù)送入存儲(chǔ)器狀態(tài)；

S_RS485接口數(shù)據(jù)接收狀態(tài)機(jī)工作過程包括三個(gè)狀態(tài)：等待S_RS485數(shù)據(jù)狀態(tài)、S_RS485 數(shù)據(jù)送入S_RS485接收FIFO狀態(tài)和S_RS485接收FIFO數(shù)據(jù)存儲(chǔ)待處理狀態(tài)，

在等待S_RS485數(shù)據(jù)狀態(tài)，等待S_RS485數(shù)據(jù)到達(dá)，當(dāng)S_RS485數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)，進(jìn)入 S_RS485數(shù)據(jù)送入S_RS485接收FIFO狀態(tài)；

在S_RS485數(shù)據(jù)送入S_RS485接收FIFO狀態(tài)，將S_RS485數(shù)據(jù)送入S_RS485接收 FIFO，當(dāng)S_RS485接收FIFO不空時(shí)，進(jìn)入S_RS485接收FIFO數(shù)據(jù)存儲(chǔ)待處理狀態(tài)；

在S_RS485接收FIFO數(shù)據(jù)存儲(chǔ)待處理狀態(tài)，讀出S_RS485接收FIFO數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)至 S_RS485接收FIFO存儲(chǔ)器進(jìn)行待處理，當(dāng)S_RS485接收FIFO數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至S_RS485接收 FIFO存儲(chǔ)器完畢，返回等待S_RS485數(shù)據(jù)狀態(tài)；

X_RS485接口數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)機(jī)工作過程包括三個(gè)狀態(tài)：等待待發(fā)送數(shù)據(jù)送入存儲(chǔ)器狀態(tài)、 待發(fā)送數(shù)據(jù)送入X_RS485發(fā)送FIFO狀態(tài)和X_RS485發(fā)送FIFO數(shù)據(jù)送入X_RS485總線狀 態(tài)，

在等待待發(fā)送數(shù)據(jù)送入存儲(chǔ)器狀態(tài)，等待待發(fā)送數(shù)據(jù)送入X_RS485發(fā)送FIFO存儲(chǔ)器，當(dāng)待 發(fā)送數(shù)據(jù)送入X_RS485發(fā)送FIFO存儲(chǔ)器完畢，進(jìn)入待發(fā)送數(shù)據(jù)送入X_RS485發(fā)送FIFO 狀態(tài)；

在待發(fā)送數(shù)據(jù)送入X_RS485發(fā)送FIFO狀態(tài)，將待發(fā)送數(shù)據(jù)送入X_RS485發(fā)送FIFO，當(dāng)待 發(fā)送數(shù)據(jù)送入X_RS485發(fā)送FIFO完畢，進(jìn)入X_RS485發(fā)送FIFO數(shù)據(jù)送入X_RS485總線 狀態(tài)；

在X_RS485發(fā)送FIFO數(shù)據(jù)送入X_RS485總線狀態(tài)，將X_RS485發(fā)送FIFO數(shù)據(jù)送入 X_RS485總線，當(dāng)X_RS485發(fā)送FOFO數(shù)據(jù)送入X_RS485總線完畢，返回等待待發(fā)送數(shù)據(jù) 送入存儲(chǔ)器狀態(tài)；

太陽敏感器數(shù)據(jù)處理狀態(tài)機(jī)工作過程包括六個(gè)狀態(tài)：等待S_RS485飛行器數(shù)據(jù)狀態(tài)廣播幀 狀態(tài)、挑選太陽敏感器數(shù)據(jù)狀態(tài)、存儲(chǔ)太陽敏感器數(shù)據(jù)狀態(tài)、太陽敏感器數(shù)據(jù)送入CAN發(fā) 送FIFO狀態(tài)、等待CAN數(shù)據(jù)同步廣播幀狀態(tài)和太陽敏感器數(shù)據(jù)送入CAN總線狀態(tài)，

在等待S_RS485飛行器數(shù)據(jù)狀態(tài)廣播幀狀態(tài)，等待S_RS485飛行器數(shù)據(jù)狀態(tài)廣播幀的到 達(dá)，當(dāng)S_RS485飛行器數(shù)據(jù)狀態(tài)廣播幀到達(dá)時(shí)，進(jìn)入挑選太陽敏感器數(shù)據(jù)狀態(tài)；

在挑選太陽敏感器數(shù)據(jù)狀態(tài)，從S_RS485飛行器數(shù)據(jù)狀態(tài)廣播幀中挑選三個(gè)太陽敏感器數(shù) 據(jù)，當(dāng)三個(gè)太陽敏感器數(shù)據(jù)挑選完畢，進(jìn)入存儲(chǔ)太陽敏感器數(shù)據(jù)狀態(tài)；

在存儲(chǔ)太陽敏感器數(shù)據(jù)狀態(tài)，存儲(chǔ)三個(gè)太陽敏感器數(shù)據(jù)，當(dāng)三個(gè)太陽敏感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)完畢， 進(jìn)入太陽敏感器數(shù)據(jù)送入CAN發(fā)送FIFO狀態(tài)；

在太陽敏感器數(shù)據(jù)送入CAN發(fā)送FIFO狀態(tài)，將三個(gè)太陽敏感器數(shù)據(jù)送入CAN發(fā)送 FIFO，當(dāng)三個(gè)太陽敏感器數(shù)據(jù)送入CAN發(fā)送FIFO完畢，進(jìn)入等待CAN數(shù)據(jù)同步廣播幀狀 態(tài)；

在等待CAN數(shù)據(jù)同步廣播幀狀態(tài)，等待CAN數(shù)據(jù)同步廣播幀的到達(dá)，當(dāng)CAN數(shù)據(jù)同步廣 播幀到達(dá)時(shí)，進(jìn)入太陽敏感器數(shù)據(jù)送入CAN總線狀態(tài)；

在太陽敏感器數(shù)據(jù)送入CAN總線狀態(tài)，將太陽敏感器數(shù)據(jù)送入CAN總線，當(dāng)三個(gè)太陽敏 感器數(shù)據(jù)送入CAN總線完畢，返回等待S_RS485飛行器數(shù)據(jù)狀態(tài)廣播幀狀態(tài)；

磁力矩器數(shù)據(jù)處理狀態(tài)機(jī)工作過程包括七個(gè)狀態(tài)：等待CAN磁力矩器控制電壓狀態(tài)、存儲(chǔ) CAN磁力矩器控制電壓狀態(tài)，磁力矩器模型解算狀態(tài)、等待S_RS485執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)同步信 號(hào)狀態(tài)、等待CAN同步數(shù)據(jù)廣播幀狀態(tài)、磁力矩器電壓數(shù)據(jù)送入X_RS485總線發(fā)送狀態(tài)和 磁力矩器電壓數(shù)據(jù)送入CAN總線發(fā)送狀態(tài)，

在等待CAN磁力矩器控制電壓狀態(tài)，等待CAN磁力矩器控制電壓量的到達(dá)，當(dāng)CAN磁力 矩器控制電壓量到達(dá)時(shí)，進(jìn)入存儲(chǔ)CAN磁力矩器控制電壓狀態(tài)；

在存儲(chǔ)CAN磁力矩器控制電壓狀態(tài)，存儲(chǔ)CAN磁力矩器控制電壓量，當(dāng)CAN磁力矩器控 制電壓量存儲(chǔ)完畢，進(jìn)入磁力矩器模型解算狀態(tài)；

在磁力矩器模型解算狀態(tài)，按照磁力矩器模型解算CAN磁力矩器控制電壓量，當(dāng)解算出磁 力矩器電壓數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)進(jìn)入等待S_RS485執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)同步信號(hào)狀態(tài)和等待CAN同步數(shù) 據(jù)廣播幀狀態(tài)；

在等待S_RS485執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)同步信號(hào)狀態(tài)，等待S_RS485執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)同步信號(hào)的到 達(dá)，當(dāng)S_RS485執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)同步信號(hào)到達(dá)時(shí)，進(jìn)入磁力矩器電壓數(shù)據(jù)送入X_RS485總線 發(fā)送狀態(tài)；

在磁力矩器電壓數(shù)據(jù)送入X_RS485總線發(fā)送狀態(tài)，將磁力矩器電壓數(shù)據(jù)送入X_RS485總線 進(jìn)行發(fā)送，當(dāng)磁力矩器電壓數(shù)據(jù)送入X_RS485總線進(jìn)行發(fā)送完畢，返回等待CAN磁力矩器 控制電壓狀態(tài)；

在等待CAN同步數(shù)據(jù)廣播幀狀態(tài)，等待CAN同步數(shù)據(jù)廣播幀的到達(dá)，當(dāng)CAN同步數(shù)據(jù)廣 播幀到達(dá)時(shí)，進(jìn)入磁力矩器電壓數(shù)據(jù)送入CAN總線發(fā)送狀態(tài)；

在磁力矩器電壓數(shù)據(jù)送入CAN總線發(fā)送狀態(tài)，將磁力矩器電壓數(shù)據(jù)送入CAN總線進(jìn)行發(fā) 送，當(dāng)磁力矩器電壓數(shù)據(jù)送入CAN總線進(jìn)行發(fā)送完畢，返回等待CAN磁力矩器控制電壓 狀態(tài)；

飛輪數(shù)據(jù)處理狀態(tài)機(jī)工作過程包括八個(gè)狀態(tài)：等待CAN飛輪控制電壓狀態(tài)、存儲(chǔ)CAN飛 輪控制電壓狀態(tài)、飛輪模型解算狀態(tài)、外部DSP返回飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)狀態(tài)、等待S_RS485執(zhí) 行機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)同步信號(hào)狀態(tài)、飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)送入X_RS485總線發(fā)送狀態(tài)、等待CAN同步數(shù)據(jù) 廣播幀狀態(tài)和飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)送入CAN總線發(fā)送狀態(tài)，

在等待CAN飛輪控制電壓狀態(tài)，等待CAN飛輪控制電壓量的到達(dá)，當(dāng)CAN飛輪控制電壓 量到達(dá)時(shí)，進(jìn)入存儲(chǔ)CAN飛輪控制電壓狀態(tài)；

在存儲(chǔ)CAN飛輪控制電壓狀態(tài)，存儲(chǔ)CAN飛輪控制電壓量，當(dāng)CAN飛輪控制電壓量存儲(chǔ) 完畢，進(jìn)入飛輪模型解算狀態(tài)；

在飛輪模型解算狀態(tài)，將CAN飛輪控制電壓量送入外部DSP進(jìn)行解算，當(dāng)外部DSP解算 出飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)時(shí)，進(jìn)入外部DSP返回飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)狀態(tài)；

在外部DSP返回飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)狀態(tài)，接收飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，當(dāng)接收飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)完畢，同時(shí) 進(jìn)入等待S_RS485執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)同步信號(hào)狀態(tài)和等待CAN同步數(shù)據(jù)廣播幀狀態(tài)；

在等待S_RS485執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)同步信號(hào)狀態(tài)，等待S_RS485執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)同步信號(hào)的到 達(dá)，當(dāng)S_RS485執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)同步信號(hào)到達(dá)時(shí)，進(jìn)入飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)送入X_RS485總線發(fā)送 狀態(tài)；

在飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)送入X_RS485總線發(fā)送狀態(tài)，將飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)送入X_RS485總線進(jìn)行發(fā) 送，當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)送入X_RS485總線進(jìn)行發(fā)送完畢，返回等待CAN飛輪控制電壓狀態(tài)；

在等待CAN同步數(shù)據(jù)廣播幀狀態(tài)，等待CAN同步數(shù)據(jù)廣播幀的到達(dá)，當(dāng)CAN同步數(shù)據(jù)廣 播幀到達(dá)時(shí)，進(jìn)入飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)送入CAN總線發(fā)送狀態(tài)；

在飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)送入CAN總線發(fā)送狀態(tài)，將飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)送入CAN總線進(jìn)行發(fā)送，當(dāng)飛 輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)送入CAN總線進(jìn)行發(fā)送完畢，返回等待CAN飛輪控制電壓狀態(tài)。