基于虚拟信道的Space Wire总线网络技术应用研究

针对卫星载荷数据传输特点及CCSDSAOS协议虚拟信道处理的具体应用,结合SpaceWire总线传输协议,提出了一种基于虚拟信道的SpaceWire总线网络传输策略,该策略面向载荷数据处理与传输需求,优化了数据处理过程,提高了SpaceWire总线网络传输效率;减少了系统存储、调度资源,提供了系统可靠性。     

高置信度SpaceWire总线误码率测试方法研究与分析北大核心CSCD

从影响SpaceWire总线传输误码率的因素出发,分析了传输介质、器件、系统干扰、通道串扰及单粒子瞬态等因素对SpaceWire总线传输误码率的影响机理.针对航天型号系统中SpaceWire总线误码率测试无高置信度、统一的测试方法,通过引入SpaceWire总线误码率置信度概念,提出了一种SpaceWire总线器件误码率测试方法,可以实现高置信度的误码率测试,对于SpaceWire总线在航天型号中的应用具有重要的指导意义.     

SpaceWire总线网络实时传输性能研究

SpaceWire总线是专为空间应用设计的一种高速的星载总线标准,是当前和未来的空间任务数据处理系统的基本架构。然而对与SpaceWire总线网络实时性性能的研究仍不完备,无法保证总线用于可靠传输实时性要求高的关键控制信息。故提出一种基于虫洞路由网络传输建模的SpaceWire总线网络实时性性能分析计算方法。分析和仿真结果为实时传输的SpaceWire总线网络的设计提供了理论依据。     

基于SpaceWire总线的网络图像传输演示系统的设计

基于SpaceWire总线技术设计是由模拟综管设备、模拟相机设备、模拟数传设备和SpaceWire路由器组成的网络图像传输演示系统.针对设备中采用的ARM+ FPGA架构,移植u-boot-2010.09和Linux-2.6.33作为设备软件架构的bootloader和嵌入式操作系统,阐述在Linux操作系统下FPGA设备驱动程序实现方法,编写基于MJPG-streamer视频服务器软件的SpaceWire网络服务程序,模拟了相机设备采集的图像通过SpaceWire网络传输到数据显示平台.     

基于AOS协议信道复用机制的研究

虚拟信道复用机制影响了AOS协议实现效率,提出了一种新的动态自适应虚拟信道复用方法。该方法将包信道复用与虚拟信道复用综合考虑,对不同传输质量要求的虚拟信道采用不同的调度策略。在OPNET仿真平台上对整个协议和该算法进行了建模,在吞吐量、buffer使用深度、传输帧延时三个方面对仿真结果做了分析,并与时间片周期轮询和固定优先级调度算法做了比较,结果证明动态自适应调度算法能在保证平台网数据延时的前提下,最大化空间载荷数据的吞吐量,在延时方面能起到良好的均衡作用,满足不同类型数据的传输要求。     

一种基于流水线的SpaceWire路由器研究

SpaceWire路由器是面向Spacewire总线网路互联的设计,它解决了SpaceWire总线只能点对点连接的问题,并提供了通用标准接口和规范进行SpaceWire网络的建立.提出了一种基于流水线技术的SpaceWire路由器,它是利用FP-GA设计来实现无阻塞的交换矩阵,并且利用流水线原理提高系统的并行工作速度,以提高SpaceWire路由器的交换速度.目前经过验证的速度已达200 Mb/s.且正在不断改进中.     

基于CPCI接口的SpaceWire总线通讯模块设计

本文在对SpaceWire总线协议、SpaceWire节点的总体框架进行深入分析的基础上,设计了支持热插拔的基于CPCI接口的高速SpaceWire数据总线的节点通讯板卡的硬件系统,重点介绍了支持热插拔的CPCI接口电源电路分析、FPGA与PCI9056接口模块时序分析和在Windriver软件环境下的驱动程序的开发,为SpaceWire上位机底层驱动接口的开发以及今后SpaceWire总线在其它任务中的应用打下了良好的基础。     

移动代理WSN网络中信道Sift MAC协议

介绍了一种采用移动代理的无线传感器(WSN)网络,该网络系统由移动代理节点负责复杂数据处理、接入处理、数据转发传输、路由维护等工作,与一般WSN网络相比具有节能优势。该网络系统MAC层采用S-ALOHA协议,不仅网络吞吐量低而且能耗大,依据网络结构特点提出了采用基于信噪比(SNR)的信道Sift协议。仿真验证该协议大大提高了网络吞吐量和降低了网络系统能耗。     

虚拟专用网接入设备的设计

虚拟专用网通过在公共网传输介质上建立加密信道,在连接分布在不同地区的网络和个人用户形成专用网络。根据虚拟专用网用户三种没的接入方法,文章给出了ＶＰＮ接入设备的设计方案、数据处理流程及内部算法。     

基于RMAP_IP核的PCIe-SpaceWire接口卡的研究与实现

针对SpaceWire数据通信的特点,提出一种实现SpaceWire接口卡的方法.通过对SpaceWire总线技术和PCIe总线技术的研究,提出以RMAP_ IP核为基础,利用PCIe实现SpaceWire节点设备与星载主机的通信.重点介绍了SpaceWire接口卡硬件设计的方案,同时自主研制了驱动程序与应用程序对该方法进行了验证.实验表明:该接口卡具有设计简单、尺寸小、应用范围广,以及低功耗等特点,可以实现SpaceWire设备和上位机进行通信的功能,并可用来对SpaceWire网络通信状况进行实时监测.     

卫星光网络的虚拟信道和主信道双重优化数据封装方法

针对卫星 光网络中不同类型、不同速率业务统一封装实现难度大和传输效率低的问题,提出利用虚拟 信道(VC) 与主信道(MC)联合优化的数据封装方法,分别给出VC封装与MC处理方法,并针 对其原理进 行分析。在VC中,提出了基于优先级的虚拟信道调度算法,对帧调度的时间冲突进 行优化,提 高虚拟信道处理的帧复用效率。在MC处理中,对传输帧支持的业务类型进行了扩展, 分析了前向 纠错编码对帧传输的性能影响。研究结果表明,采用优先级算法后帧传输效率提升 24.61%;外码为RS 码、内码为卷积码的级联码是MC处理中可选择的最佳编码方式。     

Buzz-Net: A Hybrid Token/Random Access LAN

Buzz-net is a local network supported by a pair of unidirectional buses to which stations are connected via passive interfaces. The access protocol is a hybrid which combines random access and virtual token features. More precisely, the network operates in random access mode at light load and virtual token mode at heavy load. Because of the virtual token implementation, Buzz-net retains high efficiency even at very high bus speeds. Efficiency at high speeds and bus unidirectionality make Buzz-net particularly suitable for fiber optics media. This paper describes the protocol, develops approximate analytic models for performance evaluation, and compares Buzz-net performance results to those of other unidirectional bus schemes.     

Dual bus MAN's with multiple-priority traffic

A protocol with strictly preemptive priorities that does not admit low-priority traffic if the load from high-priority traffic exceeds the capacity of the transmission channel in a MAN is presented. The protocol guarantees fairness for transmissions at the highest priority level. By introducing a general characterization of bandwidth allocation schemes for dual bus networks, existing priority mechanisms can be categorized according to the provided quality of service. The unique existence of a bandwidth allocation scheme for multiple priority traffic is shown with a full utilization of the channel capacity, with a fair distribution of bandwidth respective to traffic from a particular priority level, and with preemptive priorities. The performance of the presented protocol is compared to existing proposals for multiple priority mechanisms. It is shown that adopting the new protocol results in shorter access delays for high-priority transmissions. The protocol allows the stations of the network to react quickly to load changes. It is shown that the effectiveness of the priority scheme, compared to priority schemes using the bandwidth-balancing mechanism, is less dependent on increasing the transmission speed of the network     

A distributed media access protocol for packet radio networks and performance analysis. Part 1: Network capacity

A distributed time-slot assignment protocol is developed for a mobile multi-hop broadcast packet radio network, using time division multiple access channel access and virtual circuit switching. The protocol eliminates the single point failure mode of centralized network management and the delays of centralized processing. It is applicable to the user-to-user communications functions of such systems as the U. S. Army's enhanced position location and reporting system (EPLRS). The important functions of the distributed protocol, including time-slot assignment, virtual circuit set-up, and network synthesis, are identified, and implementing algorithms are presented and verified. The performance analysis of the protocol is divided into two parts. In this paper, Part 1 of the performance analysis, the capacity of a network using this protocol is studied and a tool is developed to design the network capacity by trading off among the network area, the transmission range, and the number of packet radio units. Since these results are not in closed form, numerical results provide insight into these parameters. In Part 2 the network set-up time and network data rate are analysed and a hierarchical architecture for the distributed protocol is proposed and analysed.     

高速SpaceWire路由器的设计研究

SpaceWire是由欧航局所提出的高速高可靠性的航空总线标准。首先论述了基于SpaceWire标准的航空总线路由器IP核的设计与实现。SpaceWire路由器由SpaceWire接口和SpaceWire路由开关组成,文中分别介绍了这两部份的设计,并对SpaceWire路由开关的设计提出了新的架构,最后的实验结果说明了所设计的8端路由器的速度达到了 200Mb／s。     

星载SpaceWire路由器的研究与设计

为满足航天器有效载荷间高速数据多路传输的未来发展需求,该文研究提出了基于SpaceWire的星载数据路由的设计方案。在SpaceWire总线标准网络层分析的基础上,结合虫孔路由原理构建路由器内部结构,提出了采用无阻断交差开关的SpaceWire路由器设计方案。在Simulink环境下建立了路由器仿真模型,并通过BWR解决了虫孔路由阻塞机制带来的刹车问题,使路由器的满负荷通信下的平均丢包率减少了70％。     

面向航天应用的SpaceWire节点单元的IP核设计与实现

Space Wire是一种面向航天应用的LVDS串行传输技术,对于解决目前数据处理系统的总线带宽不足和提供一种通用接口标准以简化和规范异种设备之间的互连有着重要作用.文章首先介绍了SpaceWire技术的特点,然后论述了SpaceWire节点单元的IP核设计和实现,最后对实现的结果做了简单介绍.     

一种支持QoS特性的SpaceFibre接口设计与实现

为了满足航天星载系统中音视频、图像等多样化、复杂化业务数据的无冲突高速传输,以及满足控制信息的实时处理,并实现星载系统SpaceWire-SpaceFibre网络构建,提出了一种支持服务质量(QoS)特性的SpaceFibre接口设计与实现方案。该SpaceFibre接口支持SpaceFibre协议和SpaceWire包层协议,支持带宽预留、优先级和时隙调度QoS机制配置,支持64个时隙和系统时隙同步更新,可同时支持4种业务数据的无冲突和确定性传输,带宽利用率达90%以上。