基于SpaceWire总线的空间相机通讯系统研究

	基于SpaceWire总线的空间相机通讯系统研究
	路向宁
学位类型	硕士
导师	韩诚山
	2014-11
学位授予单位	中国科学院大学
学位专业	光学工程
关键词	Spacewire总线通讯系统相机控制器 At7911e
摘要	空间相机控制器是相机电子学系统中的重要组成部分，而相机控制器与卫星平台之间的通讯接口，作为空间相机实现各种功能的纽带起着举足轻重的作用。随着我国航空航天技术的飞速发展，遥感卫星上空间相机所执行的任务变得更加多样化，因此相机控制器的功能也更加复杂，对通讯系统的传输速率要求更高，采用以往的低速率通讯系统的设计很难满足新的需求。本文引入了一款新型的专用于空间任务的数据总线——SpaceWire总线，设计了一个可靠性高、传输速率快的空间相机通讯系统，以使相机能够在恶劣的空间环境中，满足更高的设计要求。SpaceWire总线是由ESA专为面向空间应用研究而提出的，它是一种全双工、点对点、串行的高速数据总线标准。目前国内外已有多家研究机构和高等院校展开了对 SpaceWire 总线的相关研究，并且已被欧美等国成功地应用于多个航天任务中。本文介绍了目前空间相机主控系统的基本结构以及常用到的通讯总线，并对比其优缺点，突出了SpaceWire总线的优越性，确定了DSP+FPGA结构的控制系统。介绍了国内外对SpaceWire总线的研究现状，说明SpaceWire总线应用于空间项目中具有可行性。通过研究SpaceWire总线协议ECSS-E-50-12A，介绍了SpaceWire总线中的核心技术。本文以Atmel公司的AT7911E（SMCS332SpW）SpaceWire接口芯片为核心，结合DSP 和FPGA，设计了基于SpaceWire总线的空间相机通讯接口。硬件方面，介绍了协议芯片AT7911E、DSP与FPGA的功能特性。设计了协议芯片AT7911E与DSP和FPGA之间的硬件接口方案，以及协议芯片与总线电缆的连接方案。软件方面，设计了DSP和FPGA软件程序，对协议芯片进行配置和操作。通过DSP控制接口芯片进行数据收发，用FPGA实现双口RAM的功能，为AT7911E提供通讯存储空间，使本系统能够实现对外高速通讯的功能。通过验证实验证明了该通讯系统可以进行接近100Mb/s的高速数据传输。论文最后总结分析本系统的优缺点，为该项目之后的改进工作提供参考意见。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/44671
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	路向宁. 基于SpaceWire总线的空间相机通讯系统研究[D]. 中国科学院大学,2014.

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