[发明专利]一种改进的小卫星数传分系统总线调度系统

说明书

一种改进的小卫星数传分系统总线调度系统，涉及小卫星数传分系统总线调度领域；包括数传控制单元和n个下级设备；其中，数传控制单元包括主程序模块、上级总线触发中断模块和下级总线触发中断模块；上级总线触发中断模块包括上级处理回传启动模块和处理应答转发模块；下级设备均包括设备回传启动模块和设备应答模块；主程序模块包括重传模块和组帧打包模块；本发明采用事件触发替代内部定时器触发，解决了因各自独立时钟导致的遥测帧的丢失和重复现象，实现了多级总线共用时钟；增加了应答和重传机制，提高了通信的成功率、健壮性和可靠性；且具有较好的扩展性，可用于卫星数传分系统的设计，同时也支持分布式系统的多总线设计。

技术领域

本发明涉及一种小卫星数传分系统总线调度领域，特别是一种改进的小卫星数传分系统总线调度系统。

背景技术

卫星数传分系统是按设定的数据格式，将遥感和遥测等数据通过射频链路，实时地或经星上存储后延时向地面发送的分系统，该分系统设备较多。目前小卫星数传主要涉及的设备有数传控制单元、压缩编码器、数据处理器、调制发射机、固态存储器、伺服控制器、天线等多台设备。该系统的设计采用的是分布式控制系统的架构，数传控制单元是控制中心，也是内外通信的神经中枢，对外与星务分系统的CAN总线通信，负责接收星务分系统遥控指令，转发给数传分系统内其他设备，并且收集分系统内设备的遥测信息，回传给星务分系统。对内与固态存储器、伺服控制器等下级设备的串行总线，负责对下级设备的控制与遥测采集等。卫星数传分系统总线通信均采用的是主从架构，数传下位机作为CAN总线的一个从节点，同时又作为数传分系统下级设备的主节点。因此总线调度策略非常关键，直接影响通信的正常运行及可靠性。

总线调度算法决定着系统中信息发送的规则，信息发送的规则与通信所使用的总线无关。目前数传控制单元多总线调度的规则为：数传控制单元响应上级总线和对下级总线的访问控制是独立的，工作在不同的时钟下。遥测方面，数传控制单元响应上级总线是事件触发，采集下级遥测是自身内部时钟触发，包括下级设备采集自身遥测均用的自身内部时钟触发，由于时钟的不同步及漂移，导致采集时刻的不同步与采集周期的变化，两级总线上的不同步加大出现遥测丢失和重复的概率。另外，遥控方面，数传控制单元接收星务分系统发送的控制指令，然后数传控制单元转发给下级总线设备，未设置应答与重传机制，会存在关键指令漏执行的风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种改进的小卫星数传分系统总线调度系统，解决了因各自独立时钟导致的遥测帧的丢失和重复现象；提高了通信的成功率、健壮性和可靠性。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种改进的小卫星数传分系统总线调度系统，包括数传控制单元和n个下级设备；n为大于等于2的正整数；其中，数传控制单元包括主程序模块、上级总线触发中断模块和下级总线触发中断模块；

上级总线触发中断模块：接收主程序模块传来的遥测信息包和指令应答信息包，进行存储；接收外部上位机传来的轮询遥测指令；将存储的遥测信息包和指令应答信息包回传至外部上位机；同时，将轮询遥测指令分别发送至n个下级设备；接收外部上位机传来的控制指令，回传应答信息；并将控制指令分别发送至n个下级设备；

n个下级设备：接收上级总线触发中断模块传来的轮询遥测指令；将n个下级设备的遥测信息发送至下级总线触发中断模块；接收上级总线触发中断模块传来的控制指令，将n个下级设备的指令应答信息发送至下级总线触发中断模块；接收主程序模块传来的轮询遥测指令，将对应下级设备的遥测信息发送至下级总线触发中断模块；接收主程序模块传来的下级控制指令，将对应下级设备的指令应答信息发送至下级总线触发中断模块；

下级总线触发中断模块：接收n个下级设备传来的遥测信息和指令应答信息；并判断n个下级设备传来的遥测信息和指令应答信息有无错误；当遥测信息或指令应答信息有错误时，将错误信息发送至主程序模块；当遥测信息和指令应答信息无错误时，将遥测信息和指令应答信息发送至主程序模块；