[發明專利]數字航天器部件級嵌入式仿真系統

有效

• 申請號: 201810879946.8
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109063339B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 董云峰;鄧學磊;王興龍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F111/02
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

1.一種數字航天器部件級嵌入式仿真系統，其特征在于，包括上位機，以及依次與上位機相連接的管理箱和若干個設備箱；

所述上位機內安裝有嵌入式仿真平臺、飛行環境模擬模塊、同步管理模塊、自動部署模塊；其中，所述嵌入式仿真平臺通過所述飛行環境模擬模塊與設備箱進行仿真數據的交互；所述同步管理模塊通過外部接口向所述嵌入式仿真平臺輸入同步信號，并與所述管理箱進行同步信號的交互；所述自動部署模塊用于對所述管理箱和設備箱進行電源的控制，以及通過外部接口完成仿真程序的燒寫，并選通管理箱完成仿真程序到管理箱的下載；

所述管理箱包括通信模塊、以及與所述通信模塊連接的上位機指令響應模塊和同步模塊；其中，所述通信模塊的輸入接口與所述上位機相連，輸出接口與所述設備箱相連，完成所述嵌入式仿真平臺控制指令發布和系統狀態信號的傳遞；所述上位機指令響應模塊通過所述通信模塊接收并響應所述嵌入式仿真平臺的控制指令；所述同步模塊通過所述通信模塊接收每個所述設備箱的同步信號，并發送至所述同步管理模塊；

所述設備箱內插接有同步板和若干仿真板卡；所述同步板用于向所述通信模塊發送所有所述仿真板卡的同步信號；所述仿真板卡用于運行仿真程序，并且若干所述仿真板卡之間、以及所述仿真板卡與飛行環境模擬模塊之間進行仿真數據的交互。

2.根據權利要求1所述的數字航天器部件級嵌入式仿真系統，其特征在于，所述上位機還包括用戶交互模塊，通過兩路USB接口完成控制信號發送和系統狀態采集的交互界面控制。

3.根據權利要求1所述的數字航天器部件級嵌入式仿真系統，其特征在于，所述嵌入式仿真平臺向所述自動部署模塊發送電源控制信號和下載選通信號；所述上位機指令響應模塊通過所述通信模塊接收并響應所述自動部署模塊的電源控制信號和下載選通信號。

4.根據權利要求3所述的數字航天器部件級嵌入式仿真系統，其特征在于，所述管理箱還包括電源控制模塊和下載選通模塊，所述電源控制模塊接收所述上位機指令響應模塊的電源控制信號，并控制每個設備箱電源的接通或斷開；

所述下載選通模塊接收所述上位機指令響應模塊的下載選通信號，并選通一個設備箱完成仿真程序的下載。

5.根據權利要求1所述的數字航天器部件級嵌入式仿真系統，其特征在于，所述同步管理模塊匯總所有所述仿真板卡的同步信號，當所有所述設備箱同步后，發送一個完成同步的信號到所述同步管理模塊，與所述嵌入式仿真平臺進行同步信號的交互，在所述嵌入式仿真平臺完成同步判別并返回執行下一步的指令，將指令轉發到所有所述設備箱中。

6.根據權利要求1所述的數字航天器部件級嵌入式仿真系統，其特征在于，所述管理箱還包括供電模塊，所述供電模塊與各設備箱相連，完成220V交流電到直流電的電壓轉換，為管理箱和設備箱供電。

7.根據權利要求1所述的數字航天器部件級嵌入式仿真系統，其特征在于，所述設備箱還包括線路轉接板、設備箱接口板和背板，所述線路轉接板通過所述背板與所述仿真板卡連接，用于對所述仿真板卡的標準信號輸出接口的轉換，所述線路轉接板與所述仿真板卡一一對應，設備箱接口板也插接在所述背板上，所述線路轉接板和所述仿真板卡均通過所述設備箱接口板與所述通信設備進行通信。

8.根據權利要求4所述的數字航天器部件級嵌入式仿真系統，其特征在于，所述仿真板卡包括輸入輸出驅動模塊、管理箱指令響應模塊、電源模塊、下載模塊、仿真模塊、調試模塊；其中，

所述管理箱指令響應模塊用于接收所述自動部署模塊的電源控制信號，并發送至所述電源模塊；以及接收所述下載選通模塊的下載選通信號，并發送至下載模塊；

所述電源模塊用于完成所述管理箱供電模塊輸出的直流電到仿真板卡各芯片供電電壓的轉換；完成數模隔離；以及接收所述管理箱指令響應模塊的電源控制信號，并控制對應所述仿真板卡的電源的接通或斷開；

所述下載模塊用于接收所述管理箱指令響應模塊的下載選通信號，并選通一個仿真板卡完成仿真程序的下載并燒錄；

所述仿真模塊用于運行所述仿真程序，并通過所述輸入輸出驅動模塊與所述飛行環境模擬模塊或其他所述仿真板卡的輸入輸出驅動模塊進行仿真數據的交互；

所述輸入輸出驅動模塊按照星上的輸入輸出方式接收或發送仿真信號，傳輸的數據格式與航天器上部件間的通信格式完全一致；并且提供了與真實航天器電信接口一致的電路驅動接口，包括CAN、UART、1553B、PWM、AD/DA和DIDO；

所述調試模塊用于對所述仿真模塊的程序進行在線調試，所述調試模塊傳輸方式包括3種：與所述下載模塊復用接口；與所述輸入輸出驅動模塊復用接口；使用獨立的接口。