[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)及其在軌維修方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110029536.6
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112859684A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王正凱;石龍龍;習(xí)成獻(xiàn);賀蕓;孔陳杰;王學(xué)良;張軍;林寶軍;沈苑;祁見忠;涂珍貞;劉希寧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院;上海微小衛(wèi)星工程中心
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 上海智晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張瑞瑩

本發(fā)明公開一種衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)，包括主處理單元以及多個(gè)協(xié)處理單元，主處理單元和/或各協(xié)處理單元之間通過總線連接，形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｆ渲兄魈幚韱卧〝?shù)據(jù)處理模塊以及通信控制模塊,協(xié)處理單元包括任務(wù)處理模塊、總線接口以及IO接口模塊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空航天技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)及其在軌維修方法。

背景技術(shù)

衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)作為衛(wèi)星平臺(tái)核心電子學(xué)系統(tǒng)，涵蓋衛(wèi)星平臺(tái)遙測遙控、軌道計(jì)算、姿態(tài)控制、熱控、能源管理、健康管理、載荷管理等多種在軌任務(wù)；同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息共享和綜合利用、功能集成和資源優(yōu)化重組等重要功能。

由于衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個(gè)電子學(xué)系統(tǒng)失效，不具備可維修屬性，因此，對于衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)的可靠性要求較高。

在軌可維修能力是判斷衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)的一種重要指標(biāo)，其與衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)的處理能力、設(shè)備擴(kuò)容能力、總線響應(yīng)速度等密切相關(guān)。如何實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)在軌可維修設(shè)計(jì)是保證電子學(xué)系統(tǒng)必不可少的關(guān)鍵措施，對提高衛(wèi)星在軌壽命和可靠性至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的部分或全部問題，本發(fā)明一方面提供一種衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)，包括：

主處理單元，包括：

數(shù)據(jù)處理模塊，包括CPU及存儲(chǔ)單元，所述處理模塊用于計(jì)算任務(wù)資源、調(diào)度分配存儲(chǔ)資源；以及

通信控制模塊，用于建立與協(xié)處理單元之間的通信；以及

多個(gè)協(xié)處理單元，其與所述主處理單元和/或各協(xié)處理單元之間通過總線連接，形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌鰠f(xié)處理單元包括：

任務(wù)處理模塊，包括CPU及存儲(chǔ)單元，形成多個(gè)任務(wù)容器；

總線接口，用于與主處理單元及其他協(xié)處理單元通信；以及

IO接口模塊，用于實(shí)現(xiàn)I/O、計(jì)算以及存儲(chǔ)。

進(jìn)一步地，所述總線為實(shí)時(shí)即插即用EtherCAT總線。

進(jìn)一步地，所述協(xié)處理單元包括：姿控協(xié)處理單元、載荷協(xié)處理單元、測控協(xié)處理單元、電源協(xié)處理單元、自主健康協(xié)處理單元以及備份協(xié)處理單元。

進(jìn)一步地，所述通信控制模塊包括時(shí)鐘同步控制模塊，用于提供分布式時(shí)鐘同步控制，所述時(shí)鐘同步控制模塊包括分布時(shí)鐘控制器，以及同步控制/鎖存單元，其中，所述分布時(shí)鐘控制器根據(jù)系統(tǒng)基準(zhǔn)時(shí)間以及誤差計(jì)數(shù)器、時(shí)延計(jì)數(shù)器的輸出生成同步信號，所述同步控制/鎖存單元根據(jù)制定周期觸發(fā)所述同步信號，形成同步信號A、同步信號B、鎖存信號A以及鎖存信號B。

進(jìn)一步地，所述同步信號B在所述同步信號A觸發(fā)后預(yù)設(shè)時(shí)長后觸發(fā)，且所述同步信號B的周期為所述同步信號A的整數(shù)倍。

基于所述衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)，本發(fā)明另一方面提供一種衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)的在軌修復(fù)方法，包括：

通過主處理單元對協(xié)處理單元進(jìn)行在線診斷，若存在故障且無法自主恢復(fù)，則根據(jù)授權(quán)啟動(dòng)協(xié)處理單元擴(kuò)容，通過主處理單元將故障協(xié)處理單元的軟件熱遷移至備份協(xié)處理單元，并對其外部接口邏輯進(jìn)行重構(gòu)映射。

進(jìn)一步地，所述授權(quán)包括在軌自主授權(quán)或地面遙控授權(quán)。

進(jìn)一步地，所述在軌修復(fù)方法還包括借助外部輔助裝置進(jìn)行協(xié)處理單元擴(kuò)容，所述外部輔助裝置通過實(shí)時(shí)即插即用EtherCAT總線與協(xié)處理單元通信。