[發(fā)明專(zhuān)利]一種大力矩飛輪雙路冗余CAN總線可靠通信方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811516474.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109617801A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高雪松;劉忠國(guó);孫丹;周華俊;吳珍;殷海燕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海航天控制技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H04L12/707
• 分類(lèi)號(hào): H04L12/707;H04L12/703;H04L12/40
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;張妍

一種大力矩飛輪雙路冗余CAN總線可靠通信方法和裝置，包括配置基于FPGA的雙路冗余CAN總線可靠通信電路；設(shè)置CAN總線控制器的FPGA處理實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)雙路CAN總線冗余通信功能；設(shè)置飛輪CAN總線應(yīng)用層通信協(xié)議流程；配置采用雙路冗余CAN總線方式的通信故障診斷及處理方法，在大力矩反作用飛輪總線出現(xiàn)通信故障時(shí)進(jìn)行自我診斷及設(shè)置針對(duì)故障模式的處理流程。本發(fā)明能夠提高飛輪CAN總線通信通道的可選擇性和可配置性，提升飛輪在線通信的故障修復(fù)能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可靠通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大力矩飛輪雙路冗余CAN總線可靠通信方法和裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的常規(guī)衛(wèi)星反作用飛輪控制器通信電路較多采用串口通信方案，該方案為保證可靠通信多使用異步半雙工方式，并具有硬件配置簡(jiǎn)單成本較低特點(diǎn)因此應(yīng)用廣泛，但其通信速率較慢、誤碼率較高，在應(yīng)用于大、中型衛(wèi)星執(zhí)行機(jī)構(gòu)的大力矩反作用飛輪時(shí)，在可靠性及系統(tǒng)控制穩(wěn)定度上存在局限性；此外現(xiàn)有反作用飛輪串口通信方案往往配置單路串口通信配置電路，不利于反作用飛輪與姿軌控計(jì)算機(jī)通信鏈路冗余可靠通信，而且在整星通信網(wǎng)絡(luò)組成中存在組成連接線纜復(fù)雜，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)在軌反作用飛輪地址配置及識(shí)別；最后，現(xiàn)有反作用飛輪串口通信方案通常不具備通信故障診斷及處理功能，使得衛(wèi)星在軌故障自修復(fù)能力降低。為此，針對(duì)大、中型衛(wèi)星具備快速姿態(tài)機(jī)動(dòng)、高精度的控制需求，大力矩反作用飛輪采用冗余接口、多主通信及高可靠的電路通信方案更適于衛(wèi)星發(fā)展趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種大力矩飛輪雙路冗余CAN總線可靠通信方法和裝置，旨在提高通信通道的可選擇和可配置性，提升飛輪在線通信的故障修復(fù)能力。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種大力矩反作用飛輪雙路冗余CAN總線可靠通信方法，其特征在于包括以下步驟：

配置基于FPGA的雙路冗余CAN總線可靠通信電路。

設(shè)置CAN總線控制器的FPGA處理實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)雙路CAN總線冗余通信功能。

設(shè)置飛輪CAN總線應(yīng)用層通信協(xié)議流程。

配置采用該雙路冗余CAN總線方式的通信故障診斷及處理方法，在大力矩反作用飛輪總線出現(xiàn)通信故障時(shí)的進(jìn)行自我診斷及設(shè)置針對(duì)故障模式的處理流程。

進(jìn)一步的，所述基于FPGA的雙路冗余CAN總線可靠通信配置電路包括：FPGA最小系統(tǒng)電路、雙路CAN總線控制器配置電路、雙路CAN總線接口通信電路，結(jié)合大力矩飛輪在空間實(shí)際工作環(huán)境特點(diǎn)，該FPGA最小系統(tǒng)電路特征在于使用高可靠的反熔絲型FPGA芯片，由其管理CAN總線控制器，實(shí)現(xiàn)總線通信數(shù)據(jù)交互處理；所述雙路CAN總線控制器配置電路特征在于雙路CAN總線控制器分別獨(dú)立設(shè)置，并分別配置有晶體振蕩電路；雙路CAN總線接口電路采用CAN總線收發(fā)芯片PCA82C250T作為總線接口端。

進(jìn)一步的，所述設(shè)置CAN總線控制器的FPGA處理實(shí)現(xiàn)方法包括：在FPGA芯片中實(shí)現(xiàn)CAN總線控制器控制處理，CAN通信協(xié)議流程處理狀態(tài)機(jī)調(diào)用控制器初始化模塊，設(shè)置CAN總線控制器的初始參數(shù)，當(dāng)CAN接收中斷信號(hào)有效時(shí)分別調(diào)用CAN總線數(shù)據(jù)接收模塊和CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)送處理模塊用以實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議數(shù)據(jù)收發(fā)，其中初始化模塊及總線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊則通過(guò)多路底層驅(qū)動(dòng)收發(fā)使能信號(hào)仲裁機(jī)制實(shí)現(xiàn)底層驅(qū)動(dòng)收發(fā)子模塊的分時(shí)復(fù)用。

進(jìn)一步的，所述飛輪CAN總線應(yīng)用層通信協(xié)議流程，將所述的CAN總線控制器的各模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)集成，并實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的分時(shí)復(fù)用；當(dāng)CAN總線通信正常工作時(shí)，飛輪按協(xié)議流程處理姿控?cái)?shù)據(jù)同步廣播幀、姿控轉(zhuǎn)速控制指令幀以及總線通信模式控制幀。