[發明專利]一種基于星載軟件開發測試驗證系統

在審

• 申請號: 202011082014.4
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112181843A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 王正凱;王學良;林寶軍;賀蕓;祁見忠;涂珍貞;石龍龍;喬偉男;吳敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院微小衛星創新研究院;上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36;H04L29/06
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張瑞瑩;李鏑的

本發明公開了一種星載軟件開發測試驗證系統，基于Zynp平臺以及EtherCAT技術設計而成，包括星載軟件運行環境子系統、數據服務子系統、遙測遙控可視化子系統以及EtherCAT主站及從站。其中星載軟件運行環境子系統用于模擬星載計算機環境，進行星載軟件功能變時長仿真驗證；數據服務子系統用于接入衛星軌道姿態動力學數據，以對外接設備和星載軟件運算全過程提供數據服務；遙測遙控可視化子系統用于進行人機交互及通信，進行遙控上注指令以及數據塊核對校驗；以及EtherCAT主站則用于可擴展掛載設備的網絡控制中心。

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域，特別涉及一種星載軟件開發測試驗證系統。

背景技術

近年來，隨著我國航天事業突飛猛進的發展，衛星從研制到發射已經進入了批量化、高密度發射模式。由于航天是高投入、高風險性的科技密集型工業，依次，其對系統的可靠性、安全性有著嚴格的要求。其中，衛星星載軟件是衛星研制關鍵環節，其用于實現衛星軌道計算、姿態控制、能源管理、載荷管理、接收遙控指令和數據注入、以及故障診斷等重要功能，并與整個衛星系統的其他部件構成閉環系統運行。因此，星載軟件必須在研制過程中進行充分的測試驗證，其測試覆蓋性是否全面，將直接關系到衛星系統可靠性和試驗的成敗。

然而，由于星載軟件在研制過程中測試接口多，因此，其測試配套終端設備數量繁多，測試的工作量大，如何保證測試的全面性是星載軟件開發測試驗證系統的關鍵。

發明內容

為了實現星載軟件開發的測試及驗證，本發明提供一種星載軟件開發測試驗證系統，其基于可擴展處理平臺Zynq以及以太網控制自動化技術EtherCAT設計而成，所述系統包括：

星載軟件運行環境子系統，包括雙核處理器、內存、程序存儲閃存FLASH、非易失閃存NAND FLASH以及網絡模塊，所述星載軟件運行環境子系統用于模擬星載計算機環境，進行星載軟件功能變時長仿真驗證；

數據服務子系統，包括數據接入接口以及遙測遙控可視化接口，與外部PC可通信地連接，所述數據服務子系統用于接入衛星軌道姿態動力學數據，以對外接設備和星載軟件運算全過程提供數據服務；以及

遙測遙控可視化子系統，安裝于PC上，與所述遙測數據可視化接口可通信地連接，所述遙測遙控可視化子系統用于進行人機交互及通信，進行遙控上注指令以及數據塊核對校驗。

進一步地，所述雙核處理器均采用Linux系統，并安裝xenomai實時補丁，通過共享內存的方式進行雙核間的通信。

進一步地，所述雙核處理器為Zynq7平臺，其中所述Zynq7平臺的PS端集成有千兆以太網PHY，以及所述Zynq7平臺的PL端包括兩路千兆以太網。

進一步地，所述內存包括DDR3 SDRAM。

進一步地，所述數據服務子系統提供的數據服務包括：為星載軟件提供遙控遙測上下行通信，日志文件數據存儲、轉發，以及為所述遙測遙控可視化子系統提供可視化數據接口服務。

進一步地，所述系統還包括：

一個EtherCat主站，其基于Zynq7平臺的進行EtherCAT主站協議實現，用于可擴展掛載設備的網絡控制，以將軟件系統改造成雙內核異構系統；以及

N個EtherCat從站，其基于Zynq7平臺及AX58100構建而成，所述EtherCat從站包括RS422通信子系統、1553B板卡掛載子系統，AD/DA子系統以及通用型I/O接口，所述EtherCat從站用于為外圍測試配套單機提供接入服務。

進一步地，所述EtherCat主站還包括可擴展數據轉換接口。