[發明專利]一種低速IO時分復用系統

有效

• 申請號: 201810488928.7
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108681518B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 薛國鳳;安軍社;解彥
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G06F15/17
• 分類號: G06F15/17;G06F13/40
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;王蔚

本發明公開了一種低速IO時分復用系統，所述系統包括依次連接的低速IO數據模塊、時分復用控制模塊和外部低速IO陣列；低速IO數據模塊，用于向所述時分復用控制模塊發送若干種不同類型的數據；時分復用控制模塊，用于將系統時鐘進行分頻，分為若干個時間片；按照時間片控制低速IO數據模塊發送不同類型數據的時序邏輯，將接收到的數據轉發給外部低速IO陣列。本發明以少量的有限的IO引腳資源，采用時分復用的方式，在不影響接口時序、保證各功能模塊正常輸入輸出通信的情況下實現航天全部類型的低速IO的控制功能，確保所有功能共存互不影響，最終實現工程設計的標準化及微小型化。

技術領域

本發明涉及航空航天以及SOC設計領域，特別涉及一種低速IO時分復用系統。

背景技術

在航天任務中，衛星平臺和各個載荷之間通過載荷管理器控制有效載荷，以實現分層化管理。載荷管理器是一臺集成化的多功能電子設備，主要管理和控制各個有效載荷的工作及運行狀態，為有效載荷與衛星平臺提供統一的電接口。接口包括高速、中速、低速三大類。高速接口一般采用LVDS、Space wire等傳輸圖像等大容量高速率數據；中速為1553B、RS422等傳輸工程參數；而低速則包含了AD、OC、DI、DO以及PWM等在內的眾多零散接口，用于實現載荷的遙控以及遙測功能。由于載荷數量眾多，接口多樣化，因此載荷管理器的管控存在難度。同時，接口的多樣化以及數量眾多，對載荷控制器提出了大量的資源需求，使得設計很難實現標準化與微小型化。

在器件引腳資源有限的情況下，針對接口種類眾多，目前市面上一般采用功能復用的方式實現。然而此種復用存在一定的限制，譬如，器件引腳在作為功能A的時候就不能同時作為功能B，反之亦然。即，功能復用存在功能互斥的問題，本質上依然沒有完全解決包括低速IO在內的所有接口功能以及實現大量數據接口的目的。

發明內容

本發明的目的在于，解決目前技術上由于器件引腳資源有限，接口種類眾多而采用功能復用而帶來的功能互斥問題，以少量的有限的IO引腳資源，實現航天全部類型的低速IO的控制功能，確保所有功能共存互不影響，最終實現工程設計的標準化及微小型化。

為了實現上述目的，本發明提供了一種低速IO時分復用系統，采用時分復用的方式，在不影響接口時序、保證各功能模塊正常輸入輸出通信的情況下，采用25根信號線實現512路模擬量采集控制、336路OC指令控制輸出、128路數字量DO輸出、128路數字量輸入DI以及16路PWM的輸出控制。且以上所有功能可同時共存。

本發明公開了一種低速IO時分復用系統，所述系統包括依次連接的低速IO數據模塊、時分復用控制模塊和外部低速IO陣列；

所述的低速IO數據模塊，用于向所述時分復用控制模塊發送若干種不同類型的數據；

所述的時分復用控制模塊，用于將系統時鐘進行分頻，分為若干個時間片；按照時間片控制低速IO數據模塊發送不同類型數據的時序邏輯，將接收到的數據轉發給外部低速IO陣列。

作為上述系統的一種改進，所述低速IO數據發送模塊通過APB總線通信與上位機連接。

作為上述系統的一種改進，所述低速IO數據模塊包括OC指令控制單元、遙測采集控制單元、數字量輸出控制單元、脈寬調制控制單元和數字量輸入控制單元；

所述OC指令控制單元，用于發出組選擇信號、行命令以及列命令到時分復用控制模塊；

所述遙測采集控制單元，用于發送AD通道號、讀轉換控制信號和組選擇信號到時分復用控制模塊；

所述數字量輸出控制單元，包含輸出數據寄存器，用于緩存上位機輸出到端口的數字量；

所述脈寬調制控制單元，用于選擇脈沖信號輸出的通道和控制輸出脈寬調制信號；

所述數字量輸入控制單元，包含輸入數據寄存器，用于緩存數字量輸入數據。