[發(fā)明專利]一種基于FPGA構(gòu)架的星務(wù)分系統(tǒng)測試設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310356057.0
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN103412808B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王旭;李志剛;林見杰
• 申請（專利權(quán)）人: 航天東方紅衛(wèi)星有限公司
• 主分類號: G06F11/22
• 分類號: G06F11/22
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 臧春喜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種應(yīng)用于小衛(wèi)星星務(wù)分系統(tǒng)的測試設(shè)備，尤其涉及一種基于FPGA構(gòu)架的星務(wù)分系統(tǒng)測試設(shè)備，屬于測試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

星務(wù)分系統(tǒng)負(fù)責(zé)整星數(shù)據(jù)的調(diào)度、管理，是衛(wèi)星正常工作必不可少的組成部分。星務(wù)分系統(tǒng)的好壞，直接關(guān)系到整星是否能正常工作。測試與評估星務(wù)分系統(tǒng)的性能，對整星在軌正常工作有重大意義。目前，在小衛(wèi)星星務(wù)分系統(tǒng)設(shè)備測試中，所用的星務(wù)測試系統(tǒng)都是采用彼此獨(dú)立的若干個(gè)機(jī)箱設(shè)備組成。系統(tǒng)組成如圖1所示，系統(tǒng)工作時(shí)，需要各設(shè)備相互連接使用，并需多臺電腦及配套軟件相配合，方可運(yùn)行。該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，具有如下問題：該系統(tǒng)在使用時(shí)，連線復(fù)雜，操作繁瑣，各設(shè)備相互配合使用，難以做到無縫連接，隱患多，容易出故障；設(shè)備眾多，攜帶、搬運(yùn)極為不便；整套系統(tǒng)功能單一，兼容性差，基本上不具備升級能力，每一次星務(wù)設(shè)備的改變，都需更換相應(yīng)監(jiān)測設(shè)備，成本高，周期長；各設(shè)備相對獨(dú)立，對星務(wù)分系統(tǒng)的指令發(fā)送、狀態(tài)模擬和遙測采集分別使用不同的設(shè)備處理，割裂了星務(wù)分系統(tǒng)激勵(lì)與響應(yīng)之間的關(guān)系，導(dǎo)致自動化測試無法實(shí)施。綜上所述，現(xiàn)有的星務(wù)設(shè)備測試系統(tǒng)不僅操作復(fù)雜、攜帶不便，還具有兼容性差、升級困難等問題，不適于在小衛(wèi)星測試過程中的進(jìn)一步深入應(yīng)用。隨著小衛(wèi)星技術(shù)的不斷發(fā)展，星務(wù)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，對星務(wù)設(shè)備的測試工作也越來越深入、測試內(nèi)容也越來越復(fù)雜。設(shè)計(jì)一套符合星務(wù)設(shè)備測試需求的測試系統(tǒng)，對提高整星性能，具有重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于FPGA構(gòu)架的星務(wù)分系統(tǒng)測試設(shè)備，采用FPGA統(tǒng)一調(diào)度各測試模塊，提高了星務(wù)設(shè)備測試的效率和測試穩(wěn)定性，降低了測試風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種基于FPGA構(gòu)架的星務(wù)分系統(tǒng)測試設(shè)備，該系統(tǒng)包括主控模塊、TM與TC模塊、電源模塊、直接指令模塊、控溫監(jiān)測模塊、OC指令監(jiān)測模塊和模擬量模塊，主控模塊、TM與TC模塊、電源模塊和直接指令模塊安裝在主機(jī)箱內(nèi)用于完成單機(jī)設(shè)備的測試，控溫監(jiān)測模塊、OC指令監(jiān)測模塊和模擬量模塊安裝在副機(jī)箱內(nèi)用于與主機(jī)箱配合完成分系統(tǒng)級的測試；

主控模塊由FPGA、USB模塊、CAN模塊和SRAM模塊組成，F(xiàn)PGA接收TM與TC模塊發(fā)送的遙測中斷信號，并通過第一串行總線與TM與TC模塊進(jìn)行通信，通過第二串行總線與電源模塊、直接指令模塊、控溫監(jiān)測模塊、OC指令監(jiān)測模塊和模擬量模塊進(jìn)行通信；USB模塊實(shí)現(xiàn)FPGA與上位機(jī)的數(shù)據(jù)交換；CAN模塊負(fù)責(zé)FPGA與星務(wù)設(shè)備的CAN接口通信；SRAM模塊采用雙緩沖設(shè)計(jì)，分別存放上位機(jī)指令和測試數(shù)據(jù)。

TM與TC模塊，產(chǎn)生遙測中斷信號發(fā)送給主控模塊、控溫監(jiān)測模塊、OC指令監(jiān)測模塊和模擬量模塊，通過第一串行總線向FPGA發(fā)送遙測數(shù)據(jù)，通過第一串行總線接收FPGA發(fā)送的遙控執(zhí)行并轉(zhuǎn)發(fā)至星務(wù)設(shè)備；

直接指令模塊，通過第二串行總線接收FPGA轉(zhuǎn)發(fā)的上位機(jī)指令；

電源模塊通過第二串行總線為主控模塊、直接指令模塊、控溫監(jiān)測模塊、OC指令監(jiān)測模塊和模擬量模塊提供電源；

控溫監(jiān)測模塊，接收TM與TC模塊發(fā)送的遙測中斷信號，將星務(wù)設(shè)備的加熱狀態(tài)和溫度變化響應(yīng)情況通過第二串行總線發(fā)送給FPGA；

OC指令監(jiān)測模塊，接收TM與TC模塊發(fā)送的遙測中斷信號，將星務(wù)設(shè)備發(fā)出的OC指令脈沖通過第二串行總線發(fā)送給FPGA；

模擬量測量模塊，接收TM與TC模塊發(fā)送的遙測中斷信號，通過第二串行總線接收FPGA發(fā)出的溫度、電壓、電流及電平狀態(tài)等模擬量激勵(lì)信號并轉(zhuǎn)發(fā)給星務(wù)設(shè)備，將星務(wù)設(shè)備的模擬量測試結(jié)果通過第二串行總線發(fā)送給FPGA。

還包括擴(kuò)展模塊，該擴(kuò)展模塊通過第一串行總線與FPGA進(jìn)行通信。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的所有硬件模塊可集成在主、副雙箱體內(nèi)，主箱體可獨(dú)立應(yīng)用于單機(jī)的測試，副箱體配合主箱體測試，用于完成星務(wù)分系統(tǒng)的測試，采用一套主控模塊統(tǒng)一調(diào)度各模塊工作，測試中只需一臺電腦設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了各設(shè)備的無縫連接，相對于現(xiàn)有的測試系統(tǒng)，減少了設(shè)備數(shù)量，降低了連線復(fù)雜度，提高測試穩(wěn)定性、安全性、操作性，同時(shí)，更加符合便攜性的設(shè)計(jì)要求。另外本發(fā)明的主控模塊與其他各模塊之間采用串行總線方式通信，各功能模塊相對獨(dú)立，可根據(jù)測試情況對各模塊進(jìn)行獨(dú)立更新并升級，更適應(yīng)未來新的測試需求，具有更好的兼容性和升級性。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)星務(wù)測試系統(tǒng)的組成示意圖；

圖2為本發(fā)明的接口組成示意圖；

圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)組成原理圖；