空间相机软件在轨重注方法研究与实现

随着计算机技术和软件技术的发展,具有高度自治性和灵活性的实时嵌入式系统在航天领域的应用越来越广泛。对这些嵌入式系统往往具有较高的长时间运行的自治性和可靠性要求,因此,对系统在轨维护能力提出了迫切的需求。针对实时嵌入式系统在轨维护需求,提出了一种基于FPGA的嵌入式系统软件在轨重注方法。

空间TDICCD相机的在轨成像参数重注

空间相机的成像参数往往受到卫星平台资源的限制,并不能全部由地面发送给相机,而是由卫星平台进行档位选择事先在相机里固化好的地面标定参数。由于空间环境的变化,空间相机在轨工作期间TDICCD均匀性会发生变化,从而影响成像质量。针对某航天离轴相机设计了一种空间TDICCD相机成像参数在轨重注的方法。首先,介绍相机的工作平台,确定在轨成像参数重注的设计方法;然后,介绍程序接收、缓存、校验以及存储参数数据的处理流程;最后,结合相机控制器软件专用检测模块验证该方法设计的正确性,并给出成像参数修改前后的TDICCD图像对比图,结果表明成像参数修改成功。

多工作模式的刷新成像系统

为克服在轨单粒子翻转并实现灵活可靠的多工作模式,设计了基于Xilinx现场可编程逻辑器件和上海复旦微刷新芯片的刷新成像系统。使用单组菊花链结构的串行总线进行5组刷新成像单元串口控制,FPGA将接收到的数据内部转换后再对刷新芯片配置或重注。通过刷新使能信号控制刷新芯片是否加电,同时决定FPGA以主并工作方式从PROM加载还是从并方式在刷新芯片的控制下加载。通过控制电平设置,实现加载数据源的选择。在各供电电源完毕后,使用外部的复位信号对刷新芯片进行复位,满足刷新芯片复位后立即启动配置的时序要求。实验结果表明,以波特率625 kbit/s菊花链方式,传输单包204 byte的数据仅需0.3776 ms,远低于刷新串口所需的2.01 ms,可以进行多组的分时工作。采用少量单端控制信号结合菊花链串行总线的刷新成像系统,多种工作模式稳定可靠,具备设计灵活性和在轨可维护性。