基于FPGA的SpaceFibre-USB3.0接口卡设计

为了实现通用计算机测试SpaceFibre总线设备,设计SpaceFibre-USB3.0接口卡为计算机提供采集SpaceFibre总线数据的能力。以FPGA为控制核心,设计了相应接口硬件电路和控制程序,实现了SpaceFibre与USB3.0接口之间的桥接通信,测试分析了传输时延和采集速率,给出针对不同应用情况下数据包打包原则。根据打包原则,PC可以通过接口卡实时采集、显示SpaceFibre视频图像,无帧错乱、丢帧等情况。结果表明:接口卡采集速率满足要求,运行稳定,具有设计简单、即插即用、使用方便的特点。     

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.     

基于SpaceFibre光网络的即插即用技术及性能分析

SpaceFibre光总线广泛应用于航天领域。SpaceFibre光网络即插即用(SpFi-PnP)技术便于星载设备的在轨管理,能实现星载网络的可测可控。在大型星载总线网络中,采用宽度遍历算法发现网络设备,通过设计SpaceFibre光网络的网络管理器,实现了总线网络的即插即用。实验证明,网络管理器能稳定发现设备信息并监控路由器网络中节点设备的实时状态,通过OPNET仿真建模分析基于SpaceFibre总线协议的光网络端到端延时来评估在网络中使用宽度遍历算法的网络性能,并在源模块节点采用整包和分包两种机制发送数据流。结果表明分包机制效果更佳,探究得到分包组数为10时网络延时性能最优。     

SpaceWire冗余网络故障检测恢复技术实现

为提高SapceWire网络可靠性,基于SpaceWire-D提出了一种应用于SpaceWire冗余网络的故障检测恢复技术。网络节点通过比较主、备份端口收到的时间码来判断链路故障状态,在确认主链路发生故障后,节点自动启用备份端口工作。通过引入时间码抖动容限参数,提高了节点对故障判断的准确性,避免了故障误判。测试结果表明,即使故障链路未与节点直接连接,节点也能够在一个时间槽长度内检测到链路故障并自动切换至备份链路。此技术保证了网络故障情况下的数据正确传输,提高了SpaceWire网络的可靠性,是一种稳定可靠的故障检测恢复技术。     

机载光纤总线拓扑结构的性能研究

光纤总线因其体积小、质量轻、损耗低、容量大、抗电磁干扰能力强等优势,被广泛应用于机载系统。光纤总线网络拓扑结构类型多样,且不同拓扑下总线网络的性能表现不同,因此根据机载系统特性选取合适的光纤总线拓扑结构至关重要。面向机载光纤总线中不同组网条件,针对不同拓扑、分析时延、吞吐量和可靠性等关键性能参数及其影响因素,对总线进行建模仿真,分析时延和吞吐量,并为各拓扑结构建立失效模型,分析系统可靠性。仿真与计算结果表明,总线型拓扑结构双冗余系统更适用于机载光纤总线网络。