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基于SpaceWire半物理仿真应用

时间:2023-09-21

作者·孔祥雷

一、SpaceWire由来

近年来,星载电子系统呈现出分布式和网络化的发展趋势,互联网络和总线作为数据交互的通道,其重要性日益显现。由于航天器任务复杂度的持续增加,控制计算机系统的计算量不断增大,从而导致系统中各个网络节点的数据量迅速增长。与此相对照,以1553B为代表的传统总线技术,数据传输率低、支持的节点数量有限,成为制约系统性能和规模进一步提高的瓶颈。针对传统技术的不足,SpaceWire宇航总线应运而生。

 

二、SpaceWire简介

SpaceWire在90年代后期在欧空局的主持下开发,于2003年标准化,现由SpaceWire联盟维护。SpaceWire是一种设计用于空间应用的数据通信协议。SpaceWire用于各种天基系统,如卫星和航天器。此外它还用于地面系统,例如航天器测试和模拟设备。

 

同时,SpaceWire被设计为在太空恶劣的辐射环境中高度可靠和稳健。它使用许多错误检测和纠正技术,例如循环冗余校验(CRC)和分组,以确保数据完整性。SpaceWire还被设计为低成本,使其非常适合用于空间系统,其中成本和重量是主要考虑因素。

经过十几年的发展,SpaceWire标准不断丰富和完善。设计之初SpaceWire协议主要面向航天,因此自诞生不久的2003年起就开始应用于型号,目前已有上几十个航天器使用了该技术(包括我国风云卫星)。

  

三、SpaceWire技术特点

SpaceWire总线协议主要由三个方面组成,分别是数据包传输路径——链路;数据包传输经过的输入及输出设备——节点;以及为SpaceWire网络中的各个设备提供有选择的链接的设备——路由器。

协议具体定义的内容主要包括六个层次,分别是物理层、信号层、字符层、交换层、信息包层和网络层,这六个层级的内容与OSI模型中的物理层、链路层、网络层相对应。

SpaceWire 总线支持全双工、双向、串行、点对点的数据传输,其通信速率范围为 2-400Mbps,可支持的最大线缆长度为10米;为保证高传输能力,采用电压为350mv的LVDS技术对信号进行传输,同时采用DS编码实现链路传输信号的产生,提高数据的稳定性;SpaceWire中各个节点通过SpaceWire路由器(Router)进行连接,构成了其特有的数据传输网络。

 

四、SpaceWire半物理仿真应用

创景科技自研SpaceWire仿真节点支持ECSS-E-ST-50-12C标准;通信速率支持最高200Mbps;仿真节点具有自主可控。SpaceWire路由器支持ECSS-E-ST-50-12C标准;支持8路虫洞路由功能;路由器具有自主可控。

通过仿真节点和路由器组网能够搭建多仿真节点多网络的仿真验证硬件平台。

 

结合创景科技AutoTest自动化测试工具能够为客户提供多节点多网络的自动化仿真验证环境。

 

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