[發明專利]一種改進的小衛星數傳分系統總線調度系統

有效

• 申請號: 201810805969.4
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN109194555B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 金玲;竇驕;劉志佳;嚴林;郭琪
• 申請（專利權）人: 航天東方紅衛星有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L12/403;H04L1/16;H04L1/18;H04B7/185
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

一種改進的小衛星數傳分系統總線調度系統，涉及小衛星數傳分系統總線調度領域；包括數傳控制單元和n個下級設備；其中，數傳控制單元包括主程序模塊、上級總線觸發中斷模塊和下級總線觸發中斷模塊；上級總線觸發中斷模塊包括上級處理回傳啟動模塊和處理應答轉發模塊；下級設備均包括設備回傳啟動模塊和設備應答模塊；主程序模塊包括重傳模塊和組幀打包模塊；本發明采用事件觸發替代內部定時器觸發，解決了因各自獨立時鐘導致的遙測幀的丟失和重復現象，實現了多級總線共用時鐘；增加了應答和重傳機制，提高了通信的成功率、健壯性和可靠性；且具有較好的擴展性，可用于衛星數傳分系統的設計，同時也支持分布式系統的多總線設計。

技術領域

本發明涉及一種小衛星數傳分系統總線調度領域，特別是一種改進的小衛星數傳分系統總線調度系統。

背景技術

衛星數傳分系統是按設定的數據格式，將遙感和遙測等數據通過射頻鏈路，實時地或經星上存儲后延時向地面發送的分系統，該分系統設備較多。目前小衛星數傳主要涉及的設備有數傳控制單元、壓縮編碼器、數據處理器、調制發射機、固態存儲器、伺服控制器、天線等多臺設備。該系統的設計采用的是分布式控制系統的架構，數傳控制單元是控制中心，也是內外通信的神經中樞，對外與星務分系統的CAN總線通信，負責接收星務分系統遙控指令，轉發給數傳分系統內其他設備，并且收集分系統內設備的遙測信息，回傳給星務分系統。對內與固態存儲器、伺服控制器等下級設備的串行總線，負責對下級設備的控制與遙測采集等。衛星數傳分系統總線通信均采用的是主從架構，數傳下位機作為CAN總線的一個從節點，同時又作為數傳分系統下級設備的主節點。因此總線調度策略非常關鍵，直接影響通信的正常運行及可靠性。

總線調度算法決定著系統中信息發送的規則，信息發送的規則與通信所使用的總線無關。目前數傳控制單元多總線調度的規則為：數傳控制單元響應上級總線和對下級總線的訪問控制是獨立的，工作在不同的時鐘下。遙測方面，數傳控制單元響應上級總線是事件觸發，采集下級遙測是自身內部時鐘觸發，包括下級設備采集自身遙測均用的自身內部時鐘觸發，由于時鐘的不同步及漂移，導致采集時刻的不同步與采集周期的變化，兩級總線上的不同步加大出現遙測丟失和重復的概率。另外，遙控方面，數傳控制單元接收星務分系統發送的控制指令，然后數傳控制單元轉發給下級總線設備，未設置應答與重傳機制，會存在關鍵指令漏執行的風險。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種改進的小衛星數傳分系統總線調度系統，解決了因各自獨立時鐘導致的遙測幀的丟失和重復現象；提高了通信的成功率、健壯性和可靠性。

本發明的上述目的是通過如下技術方案予以實現的：

一種改進的小衛星數傳分系統總線調度系統，包括數傳控制單元和n個下級設備；n為大于等于2的正整數；其中，數傳控制單元包括主程序模塊、上級總線觸發中斷模塊和下級總線觸發中斷模塊；

上級總線觸發中斷模塊：接收主程序模塊傳來的遙測信息包和指令應答信息包，進行存儲；接收外部上位機傳來的輪詢遙測指令；將存儲的遙測信息包和指令應答信息包回傳至外部上位機；同時，將輪詢遙測指令分別發送至n個下級設備；接收外部上位機傳來的控制指令，回傳應答信息；并將控制指令分別發送至n個下級設備；

n個下級設備：接收上級總線觸發中斷模塊傳來的輪詢遙測指令；將n個下級設備的遙測信息發送至下級總線觸發中斷模塊；接收上級總線觸發中斷模塊傳來的控制指令，將n個下級設備的指令應答信息發送至下級總線觸發中斷模塊；接收主程序模塊傳來的輪詢遙測指令，將對應下級設備的遙測信息發送至下級總線觸發中斷模塊；接收主程序模塊傳來的下級控制指令，將對應下級設備的指令應答信息發送至下級總線觸發中斷模塊；

下級總線觸發中斷模塊：接收n個下級設備傳來的遙測信息和指令應答信息；并判斷n個下級設備傳來的遙測信息和指令應答信息有無錯誤；當遙測信息或指令應答信息有錯誤時，將錯誤信息發送至主程序模塊；當遙測信息和指令應答信息無錯誤時，將遙測信息和指令應答信息發送至主程序模塊；