[发明专利]适用于深空探测器的综合电子系统硬件架构设计方法

说明书

本发明提供了一种适用于深空探测器的综合电子系统硬件架构设计方法，采用一体化硬件架构设计，以器载计算机为核心，将探测器各分系统作为一个整体，统筹分配资源，将探测器设计中的下位机合并成单机的功能模块，最终通过控制总线进行指令和数据的交互，实现探测器软件和硬件资源的共享。本发明方法是一种面向工程实际的综合电子系统硬件架构设计的方法，具有工程实用价值。

技术领域

本发明涉及综合电子系统硬件架构设计方法，具体涉及一种适用于深空探测器的综合电子系统硬件架构设计的方法。

背景技术

综合电子系统是深空探测器重要组成部分，主要承担深空探测器综合信息处理的任务，实现探测器器务管理、遥控遥测信息处理、数传信息处理、能源管理和热控管理功能，传统的探测器总体设计是将整器分解为结构、热控、总体电路、电源、测控、数管、姿轨控、推进、太阳翼以及有效载荷等分系统，然后各个分系统按照探测器总体提出的技术要求进行分系统设计和单机研制，最后再将所有分系统单机设备连接形成探测器，进行总装和综合测试。探测器各分系统由多台独立的下位机分别管理，再由器载计算机对其进行间接管理和控制。这种传统的电子系统硬件架构设计无法实现资源共享，造成器上指令线路、遥测线路以及数据交换线路复杂。

基于深空探测器对资源共享和减量的苛刻需求，对综合电子的系统设计提出很高要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于深空探测器的综合电子系统硬件架构设计方法，根据深空探测任务的特点，实现对深空探测器各分系统单机之间的配电、遥测遥控以及数据交换、存储的功能。

根据本发明提供的一种适用于深空探测器的综合电子系统硬件架构设计方法，采用一体化硬件架构设计，以器载计算机为核心，将探测器各分系统作为一个整体，统筹分配资源，将探测器设计中的下位机合并成单机的功能模块，最终通过控制总线进行指令和数据的交互，实现探测器软件和硬件资源的共享。

分系统包括以SMU单元为信息处理中枢，分别通过系统控制总线和串行通信总线，与GMU单元、PLC单元、PDU单元、SEU单元、QDU单元和GEU单元相连，以实现与探测器其他系统之间的控制指令传送和数据交换。

所述的SMU单元，实现探测器数据解析译码和遥控遥测、数据存储功能。

所述的GMU单元，实现探测器姿态轨道控制以及图像处理功能。

所述的PLC单元，实现探测器有效载荷数据的收发和存储功能。

所述的SEU单元，实现所述的SMU单元的硬件接口扩展功能。

所述的QDU单元，实现探测器机构驱动和控制功能。

所述的GEU单元，实现所述的GMU单元的硬件接口扩展功能。

所述的PDU单元，实现探测器的供配电管理功能。

本发明所提供的深空探测综合电子系统硬件架构设计方法，基于资源共享和减轻重量的重要思想，打破传统卫星电子设备分布式设计方案，对整器电子学设备进行功能梳理和重新整合，以器载计算机为核心，将探测器各分系统作为一个整体，统筹分配遥测、遥控以及加热器驱动控制等资源，将传统探测器设计中的下位机合并成单机的功能模块，最终通过控制总线进行指令和数据的交互，实现了探测器软件和硬件资源的共享，简化了硬件和电缆的复杂度，减轻了系统重量，减少了信息传输中转的路径，提高了系统的信息传递的可靠性。与此同时，采用这种一体化硬件架构的设计，将各分系统需求进行优化整合和资源合理再分配，从而满足了深空探测空间任务减重和快速响应的迫切要求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明所提供的综合电子配电硬通道架构设计图；