[发明专利]一种基于三模冗余的星载综合电子系统

说明书

技术领域

本发明涉及皮卫星的综合电子系统，尤其涉及皮卫星的数据处理和数据存储的综合电子系统。

背景技术

皮卫星是指重量为公斤级的微小卫星。与大卫星相比，它有成本低廉、制造和发射周期短、应急反应快的优势。

综合电子系统是皮卫星的数据和指令枢纽，主要承担皮卫星的数据处理、数据存储、数据传输及指令收发和响应等重要任务，是皮卫星的重要组成部分，它的性能与可靠性很大程度上代表了整个皮卫星的性能与可靠性。

公开号为102624439A的发明专利申请公开了一种多功能的皮卫星的集成检测设备，包括：无线通信链路模块、有线综合测试模块、温度采集控制模块、太阳能电池模拟器接口模块、控制模块、数据发送接收模块和PC控制台，其中，所述无线通信链路模块、有线综合测试模块、温度采集控制模块、太阳能电池模拟器接口模块的输入端皆与控制模块的输出端连接，所述控制模块的输入端与所述数据发送接收模块的输出端连接，所述数据发送接收模块的输入端与PC控制台的输出端连接；所述无线通信链路模块包括下行链路单元和上行链路单元，所述下行链路单元用于接收皮卫星下行射频信号并将其解调为数字基频信号并输出到控制模块；所述上行链路单元将数字基频信号调制到上行射频信号并通过天线输出到皮卫星；所述有线综合测试模块包括第一UART虚拟主机、电平转换芯片和标准串口；所述有线综合测试模块用于将控制模块发送的指令和数据通过标准串口输出到皮卫星综合测试接口，并将皮卫星返回的数据通过标准串口接收；

所述温度采集控制模块包括温度采集单元和温度控制执行单元，所述温度采集单元采集温度数据，所述的控制模块通过IIC总线读取温度传感器中的温度数据；所述温度控制执行单元包括加热驱动器和加热片，加热驱动器根据控制模块的控制信号来决定加热片的开和关从而实现对卫星表面温度的控制；

所述太阳能电池模拟器接口模块包括第二UART虚拟主机、电平转换芯片、标准串口；所述太阳能电池模拟器接口模块用于将控制模块发送的指令和数据通过标准串口输出到太阳能电池模拟器，并将太阳能电池模拟器返回的电流、电压数据通过标准串口接收；所述控制模块包括数字信号处理器、SDRAM和FLASH；其中FLASH是数字信号处理器代码的存储空间，SDRAM是数字信号处理器运行过程中数据、代码的暂存空间；数字信号处理器负责接收从数据发送接收模块来的指令与数据并进行解析，进而向无线通信链路模块、有线综合测试模块、太阳能电池模拟器接口模块发送指令并接收这些模块返回的数据转发至数据发送接收模块；数字信号处理器同时负责分析从温度采集控制模块采集来的温度数据并不断发出控制信号；所述数据发送接收模块包括USB数据通路单元和以太网数据通路单元；所述USB数据通路单元负责将数据在PC控制台与控制模块之间进行转发；所述以太网数据通路单元负责将数据在PC控制台与控制模块之间以以太网协议进行转发；所述PC控制台用于接收所述数据发送接收模块发送的数据，进行皮卫星的下传数据解析，以及对来自所述温度采集控制模块、太阳能电池模拟器接口模块的数据进行处理；同时发送指令到所述数据发送接收模块，控制集成检测设备完成皮卫星数据上传，控制温度采集控制模块、太阳能电池模拟器接口模块进行工作。

该发明主要集成了皮卫星多种测试设备的功能，主要用于皮卫星发射前的地面测试，对数据处理的可靠性未进行相关设计，对数据存储系统的寿命问题未进行解决。

发明内容

本发明提供了一种可靠性较高的星上综合电子系统，综合电子系统是皮卫星的重要组成系统之一，主要用于皮卫星的数据处理和数据存储，其融合的三模冗余技术、虚拟DMA技术和其缓存设计能有效提高星载综合电子系统的可靠性，从而提高皮卫星的可靠性和寿命。

一种基于三模冗余的星载综合电子系统，包括数据处理模块、数据存储模块、接口扩展模块和供电模块；所述数据处理模块与接口扩展模块相连接；所述数据处理模块与所述数据存储模块相连接；所述数据处理模块采用了基于时钟同步的三模冗余设计；所述数据存储模块采用了缓存加主存的设计方案；所述数据处理模块和接口扩展模块之间采用了虚拟DMA设计；所述供电模块输出分别与数据处理模块输入、数据存储模块输入相连接。