[发明专利]一种等效星载计算机系统

说明书

技术领域：

   本发明属于卫星控制领域，具体涉及一种等效星载计算机系统的组成。

 

背景技术：

    星载计算机是控制分系统的重要部件，作为控制器，用于在卫星寿命期间完成卫星的姿态和轨道控制任务。等效星载计算机（等效器）模拟星载计算机部分功能，实现控制逻辑计算以及接口与部件的关系，为在地面测试星载计算机软件提供了充足的资源与测试手段。等效器尽可能采用实际的硬件资源，尽量与真实环境相同，因此，这种以硬件平台来实现的模拟比纯软件的仿真更具客观性，测试结果可信度更高，充分满足航天领域高可靠的要求。

星载计算机软件用于卫星姿态轨道的控制、平台与载荷之间以及星上与地面测控站之间的数据交互，是整个卫星的核心控制部件。星载计算机作为卫星的一个子系统与整个卫星系统的其它部件构成闭环系统运行，较少接受人工干预，而且工作环境相当恶劣，经常受到空间高能粒子的影响，软件的正确与否直接关系到系统的可靠性和试验的成败，因而该软件必须进行确认测试。

不同星载计算机系统的内部资源配置、使用方法以及外部功能单元的类型、通讯接口、通讯协议、控制接口等都不一样，差异性很大。作为硬件平台，等效器的设置需要正确地运行不同星载系统软件。

发明内容：  

本发明所要解决的技术问题是在传统测试方案基础上结合目前星载计算机的特点，构建了基于星上总线协议的等效星载计算机系统，不仅具有安全性和可靠性，还具有充分的灵活性、开放性和扩展性，通过设备的配置，能够满足试验过程中的实际需要。

为实现上述目的，本发明提供一种等效星载计算机系统，该计算机系统整体设计为一机柜，该机柜内包含信号调理箱、控制器箱和电源，其中电源采用标准电源，用来为控制器箱和信号调理箱供电；

进一步地，所述信号调理箱用于调理所述系统中I/O接口线路的输入输出信号；

进一步地，所述调理箱深度为385mm，前面板的宽度为482mm，机箱高度为424mm；

进一步地，控制器箱包括控制器、显示器和I/O接口，其中控制器包括CPU板卡、总线底板和I/O板卡；

进一步地，CPU板卡上包括CPU处理器、FPGA、存储器和调试接口；

进一步地，系统时钟为10MHz或20MHz；  

进一步地，存储器的控制信号接入FPGA；

进一步地，其中I/O板卡有四块，I/O1板卡实现所述等效星载计算机系统与太阳敏感器、地球敏感器、星敏感器以及太阳帆板的接口信号；I/O2板卡所述系统与实现飞轮和控制力矩陀螺的接口信号；I/O3板卡主要实现所述系统与光纤陀螺和UPS开关信号的接口信号；I/O4板卡主要实现所述系统与遥控遥测分系统的接口信号；

进一步地，所述总线底板上设置的是VME总线。

本发明的有益效果是：系统采用了计算机重构技术，继承了当今计算机的最新发展成果，创造性地开发出星上计算机等效器，全面提高了星上设备的测试效率与效果；系统硬件能满足长时间可靠运行的要求；为了保证多种星上软件顺利运行，系统在资源配置时使用了灵活的FPGA芯片，FPGA使得系统资源实现灵活的配置与重组，使用者可以获得足够多的开放性资源。

 

附图说明：

图1是本发明中的等效星载计算机系统的构成；

图2是本发明中的控制器箱结构图。

 

具体实施方式：

    以下结合说明书附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，为了更接近实际星载计算机系统，以达到最真实的模拟效果，等效器采用了类似的硬件架构。

从总体上看，等效器整体设计为一个机柜，机柜内包含信号调理箱、控制器箱和电源。其中电源采用标准电源，用来为控制器和信号调理箱供电；PenTair机柜用于安装设备。

其中信号调理箱用于调理等效器I/O接口线路输入输出信号，使等效器的接口与星上部件完全匹配，同时通过电缆接点内部转接，满足多型号需求。该信号调理箱深度385mm，前面板的宽度为482mm，高度为424mm。通过前面板耳朵固定至机柜，所述前面板预留测试孔及指示灯，电源及输入输出线接口置于后面板。调理箱机箱采用氧化防静电处理，防止机箱带电，并且箱体可靠接地。调理箱与控制器箱用一对一电缆的直接连接，并且电缆有明确标识。