基于混合编程的空间相机控制器的自检方法

针对空间相机控制器的高可靠性要求,提出了一种基于混合编程的DSP空间相机控制器的自检方法。该方法通过修改运行时支持库,解决了混合编程下变量换区存储这一难题,降低了像移匹配算法在DSP空间相机控制器上的实现难度,提高了代码的可维护性和可移植性。对指令系统、只读存储器、随机读写存储器和其他外设及接口自检算法在具体实现中的问题进行了分析和解决,改进了谷值检测法并应用于RAM自检。和原算法相比,运行速度基本不变,而检测到RAM故障的几率增加1倍以上。针对自检算法在不损害硬件的前提下难以验证的现状,给出了DSP空间相机控制器自检算法的验证方法。验证实验结果和工程实际应用效果表明,提出的自检算法实用有效。

航天相机控制器在轨软件重注

随着航天相机任务的增加、功能的增强、集成化及复杂程度越来越高,应用系统对相机控制器提出了更高的长期在轨自治性和可靠性要求。本文以某实际项目应用为背景提出了一种以TSC695F为核心处理器的新型高可靠航天相机控制器在轨软件重注指令序列设计方法和引导程序接收、缓存、校验以及存储重注数据的处理流程,最后结合相机控制器软件重注专用检测模块验证了该软件重注方法设计的正确性,并给出了地面生成上注数据包的参考代码。

基于TSC695F的高可靠航天相机控制器设计

针对传统相机控制器已无法满足航天相机更多的任务需求和更高的可靠性要求,本文根据某实际型号项目应用背景提出了一种以TSC695F为核心处理器,FPGA辅助其进行功能及外围接口扩展的新型高可靠航天相机控制器设计方案,并详细阐述了系统的组成和软硬件设计。结合航天光学相机模拟在轨飞行测试平台进行的大量测试,结果表明,本相机控制器在硬件设计简化和程序映像组织优化的同时工作稳定、可靠,为新一代航天相机控制器设计提供了新的思路。

基于DSP的相机控制器CAN总线通信系统

为了满足空间相机控制器控制接口多、处理速度高的要求,实现空间相机控制器与上位机安全可靠地通信,介绍了一种DSP+FPGA结构的相机控制器设计方法,并采用了CAN总线与上位机通信。详细介绍了相机控制器的CAN总线通信系统的实现方法。最后采用了USB总线与计算机通信,完成系统的地面测试任务。实验表明,系统通信速率可达500kbps,误码率低,无丢失帧现象,满足相机控制器实时性与可靠性的要求。

基于算法状态机FPGA的空间TDICCD相机控制器

针对目前基于数字信号处理(DSP)的空间时间延时积分电荷耦合器件(TDICCD)相机控制器可靠性差、资源耗费和功耗大、程序重调能力差等问题,提出了一种算法状态机现场可编程门阵列(FPGA)的空间电荷耦合器件(CCD)相机控制器。控制器使用FPGA代替DSP,控制程序使用VHDL语言编写。使用自主研发的地面检测设备进行实验,实验结果表明,相机控制器可以稳定正常地工作,控制CCD拍摄的图像清晰,未发生串行现象。整个控制程序占用FPGA资源较少,占用LUTs和Block RAMs分别为38%和20%,满足空间CCD相机应用的需求。

基于FPGA和TSC695F的空间相机控制器设计

随着空间相机的应用领域从对地观测拓展到行星际探测,对系统的抗辐射能力、重量、功耗和可靠性有了更高的要求。采用耐辐射FPGA RT54SX72S和TSC695F进行了空间相机控制器的设计,用RT54SX72S实现行周期信号产生、OC指令锁存、地址译码及A/D控制锁存等相机控制功能,在提高系统可靠性的同时减小体积、减轻重量、降低功耗。给出了FPGA中各功能模块的具体实现方法和部分VHDL源码。实验结果表明,各功能模块的实现方法正确可行,相机控制器工作可靠,满足总体技术指标要求。

嵌入式航天CCD相机控制器研制模板

航天CCD相机控制器的研制具有一定的复杂性,为了提高系统的安全性和可靠性,符合航天系统的可继承性要求,降低系统研制风险,提出了一种嵌入式航天CCD相机控制器研制模板。该模板采用了嵌入式的研制手段,使用自顶向下的研制方法,使得相机控制器的各个研制阶段都能从系统整体结构角度开展研制工作。将该模板应用到某型号的航天CCD相机控制器的研制过程中指导各个阶段的研制工作,不但可以较好地与航天系统研制过程结合,降低了可颠覆性风险的发生,而且取得了较高程度的嵌入式特性。

CAN总线在测绘相机控制器中的应用设计

为了实现测绘相机控制器与星务计算机之间的可靠数据通讯,对CAN总线在测绘相机控制器中的应用方法进行研究。首先,根据CAN总线工作原理对硬件电路进行设计,然后在对CAN总线控制器和TSC695的接口逻辑进行分析比较的基础上,采用状态机设计法解决接口时序的不匹配性问题,并利用Modelsim软件对状态机进行时序仿真与验证。最后介绍了CAN总线控制器初始化配置流程和定时状态设计方法。实验结果表明:相机控制器通过CAN总线以307.2 kb/s波特率通讯时无错误,CAN总线接口状态机的时序余量能够达到20%,满足测绘相机控制器CAN总线通讯的可靠性要求。

高速数据传输的微纳相机控制器的研制

针对微纳相机控制器图像传输速率、分辨率较高,功能复杂等特点,提出一种高速数据传输的微纳相机控制器系统。系统采用FPGA为控制核心,通过CameraLink数据接收及发送模块完成相机图像数据的采集、相位调整与同步,实现对传输速率、分辨率较高图像数据的快速处理;CAN总线指令解析及控制模块,通过FPGA软核解析星务广播和指令,结构更加简单、功耗更低;DDR多端口控制器模块对图像数据进行缓存,使系统更加稳定,减少FPGA片上RAM资源的使用。测试结果表明:该系统能够实现对相机多种模式的控制,以及对速率高达500 MB/s图像数据的可靠传输,功耗低于20 W。系统传输速率高,工作稳定可靠,可扩展性强,已成功运用于某微纳相机控制器系统之中,为相机正确完成预定任务提供保障。

基于TMS320C32的CAN总线通信系统设计

为实现空间相机控制器与星务计算机之间的可靠数据通讯,设计了基于TMS320C32的CAN总线通信系统;针对TMS320C32和SJA1000的工作时序特点,利用可编程逻辑器件FPGA实现了接口逻辑转换,编写激励文件利用Modelsim软件进行了功能仿真,给出了CAN总线通信系统的软件设计,包括SJA1000的初始化、数据的发送接收及位定时参数的设定;最后通过周立功公司的ZLGCANTest软件对设计的CAN总线通信系统进行了测试;实验结果表明,系统的通信速率达到307.2kbps,通讯无误,满足相机控制器可靠性的要求。

激光探测器光斑质心算法硬件设计

针对计算机在接收工业高清相机通过图像采集卡传输的图像数据进行信号处理运算的低速与单一性,设计一款相机控制器,该控制器在设备端与相机通过Camera Link电缆连接,利用可编程逻辑(FPGA)进行图像采集和算法实现,将原先运行于计算机的算法移植到该设备中,处理完成的数据通过以太网发送给计算机。与原始方法相比,该方法充分利用了FPGA对信号的高速并行处理能力,能够完成每秒300帧图像传输的同时,实时提取每帧图像的质心坐标供计算机使用,对计算机的配置不需高要求。该方法为控制接收多台相机数据并同时进行信号处理提供了有效途径。

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。