SpaceWire基本概念

2014-10-22

一、SpaceWire协议需求原因

  • 越来越高数据率的传感器

  比如

§  多谱光学传感器

§  合成孔径雷达

§  通信载荷

  因而需要更高速的航天器/卫星内部通信

  • 有更多的数据,超过了能传输到地面的容量

  因为存在与地面站通信速率的瓶颈

  保存数据用的大规模存储器

  为降低数据量,而做星载数据处理和压缩

    这些都要求增加航天器/卫星内部的数据处理网络

  • 各种总线通信技术已不能胜任

  • 初始,只是从传感器到大规模存储器的点对点链接

  以降低OBDH总线的占用率

  • 现今,完整的内部网络

  • 各种各样的拓扑结构以适应应用的要求

  而不是应用被强制去使用一个特定的拓扑结构

  • 快速的航天器/卫星整合总装

  即插即用技术

  • 单一SpaceWire网络代替航空电子单元和各种数据处理总线

  • 降低成本

  • 增强各模块的再使用能力

 

二、SpaceWire协议使用

  • 用于互联航天器/卫星上的各数据处理单元

  仪器

  处理器

  大容量存储器

  遥测和遥控 (遥科学)

  • 现状

  在航天器/卫星上的数据处理网络系统

  已被30多个重要太空任务选定使用,比如韦伯望远镜、双星探测计划、日本后续科研卫星等。

  应用在欧洲、美国、日本、俄国、和其他国家

  由邓迪大学提出的标准

   

三、SpaceWire主要特点

  • 标准接口

  • 简化系统集成和测试

  • 刺激设备的重复利用

  • 降低开发周期和成本

  • 标准由ECSS-E-50-12A      更新到ECSS-E-ST-50-12C

  • 简单

  • 容易使用

  • 低门数

  • 高速 (2-200 Mbits/s)甚至更高

  • 双向全双工

  • 数据打包传输

  • 灵活多变

  • 特殊功能,比如网络时间码(time-codes

 

四、SpaceWire通信体系结构特点

  • 点对点的链路

  • 使用路由交换的网络

  • 任意的拓扑结构

  • 容错设计,如果需要

  • 高带宽设计,如果需要

  • 非常容易开发达到特定太空任务需要的星载数据处理系统

 


抗辐射元器件有欧洲Atmel公司生产的AT7910(路由)、AT79111spw接口)、AT79123spw接口)、AT7913(智能处理节点)。图示是星载SpaceWire网络组建图。更灵活集成的方案是使用邓迪的相同功能的航天使用的IP核。

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