[发明专利]一种通用的卫星星务及有效载荷功能接口模拟系统

说明书

本发明公开了一种通用的卫星星务及有效载荷功能接口模拟系统，基于FPGA实现，该系统包括多个功能单元、配置控制单元和数据上行单元；功能单元用于根据配置控制单元的配置模拟卫星星务及有效载荷的功能接口，生成相应字段的数据发送至待测星上设备；还用于接收待测星上设备的数据，解析后发送至数据上行单元；配置控制单元用于在上电时读取转存在外部Flash中的配置信息表，对各个单元执行相应的处理和配置；用于接收上位机输入的配置信息表，并转存在外部Flash中；还用于根据上位机的控制命令确定配置模式，并对相应的功能单元进行实时配置；数据上行单元用于接收各功能单元数据，经合路调度和打包后上行发送至上位机。

技术领域

本发明涉及航空、航天电子综合化技术领域，尤其涉及一种通用的卫星星务及有效载荷功能接口模拟系统。

背景技术

星上产品研制过程中，需要有模拟卫星星务或有效载荷功能接口的设备对其进行功能性能测试。模拟卫星星务或有效载荷功能接口的设备一般购置或者自行设计板卡，这里面都需要进行FPGA的设计，实现卫星星务或有效载荷功能接口的模拟。

卫星星务平台和载荷的功能接口一般包括科学数据接口、命令工参接口、直接遥测接口、直接遥控接口、秒脉冲接口、GPIO接口等。地面接口模拟FPGA一般实现上述功能。但是不同的卫星研制任务，卫星星务平台与各有效载荷的接口和协议等各不相同，导致板卡和FPGA的设计无法通用，每次都需要重新设计，造成人力、成本、时间的浪费。

因此，设计一套能应用于不同任务的有效载荷及星务功能模拟系统，通过上位机配置实现不同协议的功能和接口，能有效减少研制成本并保障研制任务如期完成。通用性差是目前卫星星务或有效载荷功能模拟的主要困难。

卫星星务或有效载荷功能模拟系统一般采购工控机和PCIE接口的1553B板卡、模拟量采集板卡、RS422板卡、LVDS板卡、开关量板卡等货架产品组成，每个板卡上有可编程器件FPGA，需要在在工控机进行上位机的界面设计、每个板卡FPGA接口和逻辑设计。这种方案的缺点是需要编程的FPGA数量多、通用性差、成本较高、机箱体积笨重。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提出了通用的卫星星务及有效载荷功能接口模拟系统。

为了实现上述目的，本发明提出了一种通用的卫星星务及有效载荷功能接口模拟系统，该系统基于FPGA实现，其特征在于，所述系统包括：多个功能单元、配置控制单元和数据上行单元；其中，

所述功能单元，用于根据配置控制单元的配置模拟卫星星务及有效载荷的功能接口，生成功能接口相应字段的数据经外部接口电路发送至待测星上设备；还用于经外部接口电路接收待测星上设备的数据，解析后发送至数据上行单元；

所述配置控制单元，用于在上电时读取转存在外部Flash中的配置信息表，根据配置信息表对各个单元执行相应的处理和配置；用于接收上位机输入的配置信息表，并转存在外部Flash中；还用于根据上位机输入的控制命令确定配置模式，并对相应的功能单元进行实时配置；

所述数据上行单元，用于接收各功能单元的数据，经合路调度和打包后上行发送至上位机。

作为上述系统的一种改进，所述功能单元包括：

科学数据功能单元，用于根据配置控制单元写入科学数据功能单元的寄存器组的配置信息，基于控制序列生成方法产生相应格式字段的科学数据，使用对应的通信协议，经外部接口电路发送至待测星上设备；

命令工参功能单元，用于根据配置控制单元写入命令工参功能单元的寄存器组的配置信息，基于超时接收方法接收待测星上设备发送的命令数据包，并转发至数据上行单元；还用于基于控制序列解析方法解析命令数据包，并基于控制序列生成方法组包生成相应格式字段的应答数据包；使用对应的通信协议，经外部接口电路发送至待测星上设备，并将生成的应答数据包转发至数据上行单元；