航天器1553B总线控制器RAM故障自主诊断与处理方法

在航天器中,1553B总线控制器(BC)作为总线信息交互的管理中枢,其可靠性直接关系航天器的系统安全。近年来,受单粒子事件的影响,多个航天器在轨发生总线芯片RAM损坏的故障。文章针对此问题,结合总线芯片BC模式的典型应用场景进行分析,提出RAM故障诊断的策略和自主分区故障处理的方法。该方法能够使BC端软件通过诊断自主发现故障,定位故障区域,并通过替换、隔离等手段排除故障,消除故障对航天器的影响。通过软件仿真,对故障诊断和处理的性能进行了试验验证,结果表明:采用该方法的软件能够自主发现故障区域并完成隔离和替换,且其处理的准确性和时效性都明显优于传统依赖地面遥控的方法。

一种基于模拟退火的航天器1553B总线负载均衡优化方法

为实现1553B总线负载均衡,以保证总线通信时序平稳,提出了总线负载均衡优化数学模型,以总线消息帧排列位置为基础变量表示总线负载率波动,综合考虑了消息帧周期、长度、总线通信模式及通信任务处理时间阈值等约束条件,并给出了应用模拟退火算法的求解方法,即求解在总线负载率波动最小时各消息帧的排列位置。实验表明,提出的方法能够保证各周期内总线负载率均低于负载率阈值门限,且总线负载率波动水平相比于优化前下降了85.7%,其给出的计算结果可直接用于指导航天器总线通信任务的工程实现,具有较强的实用性和工程应用价值。

基于1553B总线的大规模信息系统设计问题研究

某大型航天器GNC系统应用1553B总线构建了其规模庞大的信息系统,在信息系统设计过程中产生了3个问题:超长总线下的稳定通信、应用层协议的设计、多条总线的管理等。对这3个问题开展研究,描述了3个问题的由来,给出了问题的解决方法,并验证了方法的实际效果。结果表明:总线中继的方法,有效解决了1553B总线在240 m长度下的稳定可靠通信问题;广播帧计数回传的应用层协议,节省了总线数据通讯开销、并提供了丰富的故障诊断信息;遍历寻优的总线管理策略,最大程度上发挥了多机多总线系统的容错能力。

基于FPGA的终端一体化1553B总线协议测试系统

MIL-STD-1553B(以下简称“1553B”)总线在飞机的航电系统中作用重要。为了摆脱对国外1553B协议芯片的依赖,研究设计了1款基于FPGA的终端一体化1553B总线协议测试系统。系统采用模块化的设计方法,使用Verilog语言进行代码编写,设计实现了4路1553B总线,每路实现了BC、RT、BM终端一体化,完整地实现了1553B协议的功能,并且实现了10种类型的故障注入。通过上位机测试对该系统进行了板级验证,测试结果表明:本设计实现了预期功能,相对于功能单一的1553B协议芯片,该系统极大提高了应用场景的灵活性和可靠性。

基于双口RAM接收并处理1553B总线数据的方法研究

为了保证主机板和1553B板通过双口RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)进行1553B总线通信时的正确性和可靠性,提出了一种利用双口RAM接收并处理1553B总线数据的方法,用于实现1553B的BC(Bus Controller,总线控制器)功能。该方法对双口RAM中的地址按照子地址号进行地址分配,通过建立相同子地址序号的数据链表和建立环形缓冲区,完美解决了发送BC→RT(Remote Terminal,远程终端)报文时相同子地址数据覆盖和主机端发送的子地址序号顺序与1553B板端发送的子地址序号顺序不一致等问题。

基于1553B总线的航天器系统时间同步设计方法

航天器系统中,系统时间同步是一项关键技术,时间同步方法的优劣将会影响航天器系统的整体性能,甚至可靠性.本文针对基于1553B总线的航天器系统,提出一种低系统开销、高精度的时间同步设计方法.该方法采用1553B总线时标功能来提高同步时间偏移补偿测算精度,通过软件手段即能满足航天器系统级、分系统级等多个层面的时间同步需求,同步精度最高达到10μs量级.本文对该设计方法进行了实验验证,结果表明,相较传统时间同步方法,该方法显著提高系统时间同步精度,满足大多数航天器系统应用需求.

空间站系统航天器间1553B总线网络的路由机制研究

针对空间站系统多个航天器上多条1553B总线组成的总线网络上的复杂数据交互需求,提出了一种面对用户数据包的集中式高效静态路由机制,可实现航天器内和航天器间各类平台数据的稳定可靠传输。该机制简化了传输层和网络层的协议,通过对应用层数据包进行总线采集和查表寻址实现了一对一路由和组播路由,显著提高了系统资源的使用效率。文章给出数据包应用层协议、路由表配置和路由过程控制方法,并描述该机制在空间站系统的应用验证情况。实测数据表明:与广泛应用的UDP/IP协议相比,采用该路由机制能够明显降低协议开销,提高有效数据传输效率,更适用于多航天器设备间的数据交互。最后,探讨了各类飞船和来访航天器应用该机制实现与空间站数据交互的方法。

一种基于多层1553B总线及CCSDS的载人航天器空间数据系统设计

针对未来载人航天器种类、规模及功能多样化的特点,尤其是多航天器构建的复杂大型载人航天器,对现有载人航天器空间数据系统的通用性、可扩展性、兼容性进行分析,提出了1种基于多层1553B总线的多构型、高可靠、可重构、大负载的空间数据系统器载网络架构和1种基于CCSDS的载人航天器空间数据系统协议体系架构。器载网络和协议体系架构可支持载人航天器天地间、器间及器载业务和协议的标准化设计,促进设备及软件的模块化和通用化,增强载人航天器的兼容性及可扩展性,便于支持未来可能的国际合作。

1553B总线的航天器故障注入系统设计

传统的故障模拟系统在卫星测试中设备通用性差、模拟信号类型单一等多方面不足,已不能满足航天器批产化测试模式的需求。针对现有平台存在的不足,结合1553B总线协议和通信特点,对总线故障注入关键技术进行深入研究,提出一种利用星载1553B总线为故障注入介质,以数据仿真替代真实模拟故障输入激励的1553B总线故障注入系统。应用结果表明,故障注入测试方法可以实现预期的故障目标,提高了设备的通用性及航天器测试效率,降低了地面设备研制成本。

基于1553B总线的航天器综合测试平台研究

航天器1553B数据管理系统是航天器综合测试的重要组成部分。该文提出了一种新型通用化1553B测试平台,可通过软件配置实现各型号航天器综合测试工作,大大降低了测试成本,实现了测试平台小型化、通用化发展。

航天器用1553B总线电缆网总装过程质量控制方法研究

针对1553B总线电缆网一体连续成型和线接器成型2种不同的总装集成方式,论述了1553B总线电缆网进行总线信号传输的基本原理及各组成器件的作用,从理论上分析了电缆网波形失真的原因及一体连续成型在提高产品质量方面的优势。在此基础上,对2种不同成型方式的电缆网进行了测试试验对比,最后给出了组网方式的建议。实践表明,一体连续成型能有效减小总线上由于阻抗不匹配造成的波形失真,并能有效提高电缆网产品质量。

航天相机1553B总线仿真测试软件设计

为了提高航天相机地面仿真测试软件的多任务实时处理能力与数据管理效率,根据某航天相机地面测试需求,以VC++为开发工具,结合多线程技术与数据库访问技术,设计出了一种有效的1553B总线仿真软件。该软件能模拟卫星平台为航天相机提供在轨工作时所需的参数及指令,并监测相机工作状态;同时提供了良好的人机交互界面与数据库支持。给出了软件设计架构及实现方法,并提出了一种全新的同步消息处理机制与管理方法,提高了软件的实时处理能力。经实际测试证明,软件运行稳定,实效性好,能满足航天相机地面测试要求,具有广泛的工程应用价值。

基于FPGA和B61580S3的1553B总线RT/MT功能的设计与验证

1553B总线协议因具有优越的实时性、高度的数据可靠性以及可同时挂载多个终端等优势,在国内航空航天领域的电子交互网络中得到广泛使用。文中基于B61580S3协议芯片内置的16位缓冲模式实现了MIL-STD-1553B总线功能。采用VHDL硬件描述语言为FPGA设计了总线接口控制电路,通过FPGA对协议芯片的控制以及协议芯片内部数据自动解析和强大的中断机制,实现了RT/MT功能;通过测试台上位机软件对设计的1553B总线接口的测试与验证,结果表明接口设计可靠,传输误码率低,有较高的应用价值。

1553B总线接口芯片UT69151的航天应用

MIL-STD-1553是为数据总线定义的军方标准。这种数据总线被用采为各种系统之间的数据和信息的交换提供媒介，雷类似“局域网或者LAN”。目前，1553B总线已经广泛地应用于航空航天等领域。结合利用1553B总线接口芯片UT69151和FPGA构建的RT子系统的具体应用，介绍了UT69151的接口电路设计，说明其工作原理。

基于FMQL和HT-61843GB的1553B总线RT端的设计与实现

1553B总线有实时性好、抗干扰能力强、易于扩展等优点,在飞机、坦克、舰船、卫星等领域被大量应用。但实现1553B总线功能的模块关键器件基本采用进口器件,导致产品存在安全及市场卡脖子问题。为降低产品进口器件比率,促进国产芯片的发展,提出一种利用国产芯片FMQL和HT-61843GB实现1553B总线RT端的方法。采用国产芯片FMQL和HT-61843GB,通过Verilog编程,在Vivado开发环境上实现读写寄存器、读写内部存储器、接收BC发送的数据三部分实验验证,实现了1553B总线RT端功能。结果表明,该设计可实现关键器件国产化,提高1553B总线RT端模块国产芯片率,降低对进口芯片的依赖,对促进国产芯片的推广应用具有一定意义。

基于RS 422与1553B总线的数据转换传输方案

工业控制领域中,RS 422总线与1553B总线都是会经常用到的数据传输总线。基于系统在项目研发后期提出的需求,显示设备需要通过1553B总线与数据采集设备进行通信,完成数据收发。但数据采集设备不具备1553B总线接口,它仅存在多路RS 422总线接口。基于该问题设计了一种总线数据转换设备。本文针对该总线数据转换设备对其总线数据转换传输方案进行设计,对周期、事件、条件数据包的数据收发格式进行处理。经试验验证,该方案能够有效保证总线数据传输的可靠性。

基于HKS289BRM的1553B总线通信接口设计

1553B总线因具备高可靠性、实时性和高稳定性等特点,而广泛用于航空和航天通信系统。设计了一种基于国产SOC处理器芯片的1553B通信接口模块,来满足系统对于通信接口国产化和小型化的需求。

一种1553B总线原理教学训练系统的设计与实现

随着高新技术的快速发展,设备更新换代的速度越来越快,对相关操作使用人员的素质要求也越来越高。由于部分使用人员缺少新知识学习,因盲操产生的设备事故时有发生。如何才能使操作人员尽快熟悉设备、深度掌握原理、精准故障定位是当前非常紧迫且现实的问题。而目前尚未发现有集原理训练、故障分析、离线学习、操作使用等功能于一体的1553B总线训练平台,本文主要介绍一种软硬件可裁剪的1553B总线原理教学训练系统组成、搭建流程及实现方式。

1553B总线检查仪的测量不确定度分析

本文对1553B总线检查仪的输出特性开展了不确定度的评定,分别对直接耦合和变压器耦合两种状态给出了分析结果。输出特性中,对位传输速率稳定性、信号幅度、上升时间、过零稳定性等参数的不确定度进行了分析。通过本次分析,获得了总线检查仪输出特性的测量不确定度结果,为后续的校准建立了依据。

一种1553B总线网络中通道故障检测方法

1553B是比较重要的机载有线网络总线之一,有线网络中线缆老化或者瞬时故障给正常稳定的通信带来一系列问题。因此基于1553B总线的特点,研究了1553B软件和硬件设计,结合通道线缆故障排查需求简化的要求,提出了一种使用软件实现故障检测的方法,实现了方便检测和快速定位故障位置的研究目的。