CN102662904A - 一种基于can总线的即插即用系统及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于CAN总线的即插即用系统及其设计方法。它是由主计算机、即插即用转换模块和飞行器设备组成的，主计算机与即插即用转换模块之间采用CAN总线，即插即用转换模块与飞行器设备之间采用RS422电气标准。设置主计算机的周期为50毫秒，即插即用转换模块主要包括RS422转换、CPU处理器、DC/DC电源转换模块、FPGA处理器、CAN控制器，飞行器设备的数据传输率为115.2kbps，每个飞行器设备发送的信息为24个字节，设置即插即用模块的周期为5毫秒。本发明即插即用系统安装任何外设都是简单、安全的操作，在即插即用系统中，设备的安装过程是自动的，不需要重新启动系统或重新配置飞行器系统中设备参数。

Description

一种基于CAN总线的即插即用系统及其设计方法

(一)技术领域

本发明涉及空间技术，具体说就是一种基于CAN总线的即插即用系统及其设计方法。

(二)背景技术

数据总线分为串行、并行两大类。并行总线传输速度快，但是同步困难，接口相对复杂，一般用于设备内的简单数据传输，而不用作系统总线；串行总线一般接口较简单且适用于在距离较远的分系统间进行数据交换，因此在飞行器上应用较广。目前在飞行器领域较常用的总线有MIL-STD-1553B、SpaceWire、RS-485、CAN等。MIL-STD-1553B于1978年由美国军方提出，作为美国空军电子分系统联网的标准总线。1553B总线是一种中央集权式的串行总线，其组成包括一个总线控制器，负责总线调度、管理；若干(最多31个)远置终端，用于连接有效载荷进行数据通信。它的总线传输速率为1Mb/s，总线传错字差错率小于10^-7，可以通过奇偶校验的方式进行错误检测，具有很高的稳定性和可靠性，因此在航空航天中有着广泛的应用。不过1553B总线价格昂贵，功耗较大，传输匹配严格(需要用匹配耦合器)，连线要求较高。SpaceWire总线是欧洲空间局(ESA)为航天应用而设计的一种高速、可升级、低功耗、低成本的串行总线。它是一种全双工点对点通信或通过路由开关形成大的通信网络的总线。该总线通信速率可达1Gb/s，支持高级协议，有非常灵活的拓扑结构，容错能力较强，具有很好的性能与可靠性。SpaceWire总线协议相对简单，实现起来不太复杂，连线少，易于控制，因此开发相对简单，适用于较高级任务(特别是有高速数据传输要求)的飞行器系统。RS-485标准由美国电子工业协会于1983年制定并发布，是RS-232标准的改进和扩展。RS-485结构简单，通信速率较高，传输距离远。在各个行业的数据通信、计算机网络以及工业上的分布式控制系统中，基于RS-485总线的通信方法得到了广泛的应用。但是，RS-485固有的一些缺点使得它只能应用在要求不太高的简单飞行器系统中：RS-485总线采用主从式结构，除控制节点外的其余节点只能在控制节点的查询下工作，因此效率很低，对较复杂任务的飞行器，不能满足数据总线实时性的要求；RS-485标准只对电气特性做出了规定，而不涉及接插件、电缆、通信协议，因此RS-485并不是完整的标准总线，这会增加飞行器的研制负担，同时增大了风险性；RS-485若使用不当，会出现诸如噪声干扰、总线冲突、通信电路失控、误码率高等问题，并且它也没有错误检测机制，一旦主节点出现故障，整个系统会瘫痪。CAN总线是上个世纪80年代初德国博世公司为解决现代汽车中众多测控仪器间的数据通信而开发的网络通信协议。CAN总线具有以下特点：可靠性高，其剩余错误概率为10^-11量级；多主局部网络结构，任何节点都可以主动发送，省去了主从结构需要的查询工作，提高了总线的利用效率，满足小卫星系统的实时性要求，同时某节点的故障不会影响其余节点，且采用无损结构的逐位仲裁，提高了系统的可靠性；传输速率较高(1Mb/s)，网上节点个数不受限制，实际可达110个；CAN协议废除了传统的站地址编码，采用对通信数据块进行编码的方式，最多可定义211或229个不同数据块，借助接收滤波可使不同节点同时接收到相同数据，这对较复杂的飞行器系统很有用；CAN总线采用CRC检验方式，提供错误处理功能，保证数据通信的可靠性；CAN总线价格相对便宜，开发简单，有许多成熟的模块可以使用。目前飞行器设计中使用的总线(1553B、CAN、RS485)都是针对单个飞行任务来实现控制管理和数据传输功能，相关协议细节都是依赖于具体任务独自制定、独立开发，由于不存在相关标准，设备缺乏兼容性和可重用性的特点，飞行器系统中所有设备也必须根据这写任务来修改接口的设计(如图1)，特别是如果各任务总线不同，不但修改这些设备的接口协议，而且要重新设计硬件接口，这无疑增加了开发成本和开发周期，而且由于硬件接口和协议的修改，降低了产品的可靠性。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种基于CAN总线的即插即用系统及其设计方法。

本发明的目的是这样实现的：本发明一种基于CAN总线的即插即用系统，它是由主计算机、即插即用转换模块和飞行器设备组成的，主计算机与即插即用转换模块之间采用CAN总线，即插即用转换模块与飞行器设备之间采用RS422电气标准。

本发明一种基于CAN总线的即插即用系统的设计方法，步骤如下：

步骤一：主计算机的设计

主计算机主要从CAN总线接收即插即用转换模块的设备信息，根据接收到的设备信息判断哪些是新设备，哪些设备已经卸载，保存新设备的设备信息，把新设备信息添加到设备信息表中并对新设备分配必要的设备信息空间，调用新设备的驱动程序，从设备信息表中删除已经卸载设备，并且释放卸载设备信息空间，主计算机主要包含一个CPU，CAN总线接口，一个FLASH以及一个SRAM，由于CPU除了完成设备发现和卸载以外，只需要完成一定的数学计算，因此选择的CPU主频不必很高，CPU工作频率在40MHz就可以，FLASH主要保存主计算机程序，主计算机程序主要负责设备发现和卸载，功能比较简单，程序只有43.2Kbyte，因此选择FLASH的大小只要大于43.2Kbyte就可以，而FLASH器件的存储器大小也是标准配置，大小有128K，256K，因此选择的FLASH为128K；SRAM主要运行程序和主计算机上电后保存设备信息，程序大小是43.2Kbyte，根据CAN总线协议规范，CAN总线上最多能连接110个节点，因此，总线上至多能连接110个即插即用转换模块，每个即插即用转换模块发送给主计算机的设备信息包括设备类型、设备生产国家、生产厂家、设备数据类型等设备参数，一共24个字节，因此主计算机接收到的设备信息为2.6Kbyte，而SRAM器件的存储器大小是标准配置，选择的SRAM大小为1Mbyte，由于在系统运行过程中，有些设备可能已经断电，或者由于任务的需要，有些设备需要卸载，为了使主计算机能够及时发现飞行器设备在线情况，主计算机必须周期地通过CAN总线向即插即用转换模块发送在线信息请求。根据CAN总线协议规范，CAN总线的最高速率是1Mbps，在数据传输过程中，需要考虑数据传输的可靠性，因此选择CAN总线的速率为500Kbps，CAN总线最大110个节点的设备信息数据为2.6Kbyte，因此传输这些数据的时间最少为42.24毫秒，考虑传输过程中保留一定余量，因此设置主计算机的周期为50毫秒；

步骤二：即插即用转换模块的设计

即插即用模块主要包括RS422转换、CPU处理器、DC/DC电源转换模块、FPGA处理器、CAN控制器以及必要的SRAM和FLASH，其中DC/DC电源转换模块主要把5V电压转换为DSP和FPGA所需要的1.8V和3.3V电压，CPU主要完成给设备发送设备/接收信息，给FPGA发送设备信息帧，因此功能比较简单，CPU工作频率在10MHz就可以，FLASH主要保存即插即用模块程序，即插即用模块程序主要负责发送/接收设备信息，给FPGA发送数据以及从FPGA中接收数据，功能比较简单，程序只有12.1Kbyte，因此选择FLASH的大小只要大于12.1Kbyte就可以，而FLASH器件的存储器大小也是标准配置，大小有128K，256K，因此选择的FLASH为128K；SRAM主要运行程序和即插即用模块接收到的飞行器设备信息，程序大小是12.1Kbyte，每个即插即用模块接一个飞行器设备，每个设备发送的设备信息是24个字节，发送给FPGA的数据每帧也是24个字节，因此即插即用模块接收到的设备信息为48字节，而SRAM器件的存储器大小是标准配置，选择的SRAM大小为1Mbyte，即插即用模块必须周期地通过RS422向飞行器设备发送在线信息请求，正常情况下，飞行器设备的数据传输率为115.2kbps，每个飞行器设备发送的信息为24个字节，因此传输这些信息的时间最少为2.3毫秒，考虑传输过程中保留一定余量，因此设置即插即用模块的周期为5毫秒；

步骤三：飞行器设备的设计

飞行器设备选用现有的设备，飞轮、陀螺、星敏感器。

本发明一种基于CAN总线的即插即用系统及其设计方法，基于CAN总线的即插即用系统能独立或协助用户很容易地完成飞行器系统设备的驱动程序的安装，合理分配系统资源，用标准的格式向系统报告自身所需资源，设备类型及设备功能等；可降低开发费用；用户可以在系统运行时插拔总线上的飞行器系统设备，不影响系统运行。即插即用(plug-and-play，PnP)是指不需要跳线和软件配置过程，当系统插入一个即插即用设备时，可以在运行过程中动态的进行检测和配置的功能。即插即用既是一种设计原理，也是一套系统结构规范。即插即用系统的基本目标是设计标准接口和智能程序使系统在没有用户干预的情况下能自动完成安装和配置。即插即用系统有许多优点：首先，安装任何外设都是简单、安全的操作，在即插即用系统中，设备的安装过程是自动的：把设备插入，系统上电，它便开始工作；其次，用户可以随时插入或卸下飞行器系统中某设备，连接到系统或从系统上卸下，不需要重新启动系统或重新配置飞行器系统中设备参数；再次系统能自动确定最优配置，且应用程序自动调整配置以达到最优性能；最后，用户不必修改扩展卡的跳线。

(四)附图说明

图1基于RS522的某设备与导航计算机接口原理图；

图2即插即用系统示意图；

图3主计算机的设计原理图；

图4即插即用接口电路原理图；

图5飞行器系统设备自主发现过程；

图6飞行器系统设备卸载过程；

图7飞轮接入到系统后PnP示意图；

图8星敏感器接入到系统后PnP示意图；

图9一种基于即插即用的实施方案。

(五)具体实施方式

下面结合附图举例对本发明作进一步说明。

实施例1：结合图2-图9，本发明一种基于CAN总线的即插即用系统，它是由主计算机、即插即用转换模块和飞行器设备组成的，其特征在于：主计算机与即插即用转换模块之间采用CAN总线，即插即用转换模块与飞行器设备之间采用RS422电气标准。

本发明一种基于CAN总线的即插即用系统的设计方法，步骤如下：

步骤一：主计算机的设计

主计算机主要从CAN总线接收即插即用转换模块的设备信息，根据接收到的设备信息判断哪些是新设备，哪些设备已经卸载，保存新设备的设备信息，把新设备信息添加到设备信息表中并对新设备分配必要的设备信息空间，调用新设备的驱动程序，从设备信息表中删除已经卸载设备，并且释放卸载设备信息空间，主计算机主要包含一个CPU，CAN总线接口，一个FLASH以及一个SRAM，由于CPU除了完成设备发现和卸载以外，只需要完成一定的数学计算，因此选择的CPU主频不必很高，CPU工作频率在40MHz就可以，FLASH主要保存主计算机程序，主计算机程序主要负责设备发现和卸载，功能比较简单，程序只有43.2Kbyte，因此选择FLASH的大小只要大于43.2Kbyte就可以，而FLASH器件的存储器大小也是标准配置，大小有128K，256K，因此选择的FLASH为128K；SRAM主要运行程序和主计算机上电后保存设备信息，程序大小是43.2Kbyte，根据CAN总线协议规范，CAN总线上最多能连接110个节点，因此，总线上至多能连接110个即插即用转换模块，每个即插即用转换模块发送给主计算机的设备信息包括设备类型、设备生产国家、生产厂家、设备数据类型等设备参数，一共24个字节，因此主计算机接收到的设备信息为2.6Kbyte，而SRAM器件的存储器大小是标准配置，选择的SRAM大小为1Mbyte，由于在系统运行过程中，有些设备可能已经断电，或者由于任务的需要，有些设备需要卸载，为了使主计算机能够及时发现飞行器设备在线情况，主计算机必须周期地通过CAN总线向即插即用转换模块发送在线信息请求。根据CAN总线协议规范，CAN总线的最高速率是1Mbps，在数据传输过程中，需要考虑数据传输的可靠性，因此选择CAN总线的速率为500Kbps，CAN总线最大110个节点的设备信息数据为2.6Kbyte，因此传输这些数据的时间最少为42.24毫秒，考虑传输过程中保留一定余量，因此设置主计算机的周期为50毫秒；

步骤二：即插即用转换模块的设计

即插即用模块主要包括RS422转换、CPU处理器、DC/DC电源转换模块、FPGA处理器、CAN控制器以及必要的SRAM和FLASH，其中DC/DC电源转换模块主要把5V电压转换为DSP和FPGA所需要的1.8V和3.3V电压，CPU主要完成给设备发送设备/接收信息，给FPGA发送设备信息帧，因此功能比较简单，CPU工作频率在10MHz就可以，FLASH主要保存即插即用模块程序，即插即用模块程序主要负责发送/接收设备信息，给FPGA发送数据以及从FPGA中接收数据，功能比较简单，程序只有12.1Kbyte，因此选择FLASH的大小只要大于12.1Kbyte就可以，而FLASH器件的存储器大小也是标准配置，大小有128K，256K，因此选择的FLASH为128K；SRAM主要运行程序和即插即用模块接收到的飞行器设备信息，程序大小是12.1Kbyte，每个即插即用模块接一个飞行器设备，每个设备发送的设备信息是24个字节，发送给FPGA的数据每帧也是24个字节，因此即插即用模块接收到的设备信息为48字节，而SRAM器件的存储器大小是标准配置，选择的SRAM大小为1Mbyte，即插即用模块必须周期地通过RS422向飞行器设备发送在线信息请求，正常情况下，飞行器设备的数据传输率为115.2kbps，每个飞行器设备发送的信息为24个字节，因此传输这些信息的时间最少为2.3毫秒，考虑传输过程中保留一定余量，因此设置即插即用模块的周期为5毫秒；

步骤三：飞行器设备的设计

飞行器设备选用现有的设备，飞轮、陀螺、星敏感器。

实施例2：即插即用系统的工作过程如下：

飞行器系统设备上电过程：

1、即插即用模块周期地给飞行器系统设备发送初始化请求帧信息，并接收到飞行器系统设备发送的初始化应答帧；

2、立即判断有飞行器系统设备接入到系统中，即插即用模块在状态线中产生一个高电平的脉冲

3、主计算机检测到系统中有飞行器系统设备接入，检测数据线中是否空闲；

4、如果数据线不空闲继续等待，直到数据线空闲为止

5、如果数据线空闲，立刻向即插即用模块发送初始化信息帧；

6、即插即用模块接收到初始化请求帧后向星载计算机发送初始化应答帧，该应答帧中包含了飞行器系统设备的信息

7、主计算机接收到即插即用模块的初始化信息帧后，判断该飞行器系统设备是否是新设备，如果是新设备，确认该设备的初始化信息，给该飞行器系统设备分配必要的信息空间

8、如果该飞行器系统设备是旧信息，确认该飞行器系统设备与哪个旧设备对用，然后对系统的信息重新更新；

9、并自主地调用API函数给该飞行器系统设备，并且根据新接入的飞行器系统设备重新调度导航算法。飞行器系统设备断电：

1、即插即用模块周期地给飞行器系统设备发送初始化请求帧信息，没有接收到飞行器系统设备发送的初始化应答帧；

2、判断系统中的飞行器系统设备已经断电，即插即用模块在状态线中产生一个高电平的脉冲；

3、主计算机检测到系统中有设备更新，检测数据线中是否空闲；

4、如果数据线不空闲继续等待，直到数据线空闲为止；

5、如果数据线空闲，立刻向即插即用模块发送初始化信息帧

6、即插即用模块接收到初始化请求帧后向星载计算机发送初始化应答帧，该应答帧中包含了飞行器系统设备断电的信息

7、主计算机接收到即插即用模块的初始化信息帧后，立刻把该飞行器系统设备的信息从信息表中删除，

8、并且根据该设备的信息重新调度导航算法。

实施例3：结合图2、图7、图8，为了进一步验证设计即插即用接口的可行性，按照即插即用的方案，设计了一个即插即用系统。即插即用系统原理图，整个系统包括主计算机，即插即用转换模块，两个设备单机(包括飞轮和星敏感器)，其中即插即用转换模块与设备单机之间采用RS422电气标准，即插即用转换模块与主计算机之间包括数据线和状态线，数据线采用CAN电气标准，状态线就是一般的I/O，对于主计算机来说，状态线就是输入，对于即插即用转换模块来说，状态线是输出。

①飞轮接入到即插即用系统

把飞轮接入到系统中(即图2中的飞行器设备部分换成了飞轮，如图7)。DSP通过RS422转换器周期地给飞轮发送数据请求帧，飞轮接收到数据请求帧后，通过该转换器返回给DSP，DSP接收到后确认飞轮在线，把接收到的信息发送给FPGA模块，FPGA模块接收到数据后按照即插即用协议对数据重新组帧，并在状态线中产生一个高电平的脉冲，把重新组帧后的数据发送给CAN控制器，CAN控制器接收到数据后，发送到CAN总线上，主计算机通过CAN能接收到了飞轮发送的数据帧，并按照帧格式进行解码，给飞轮分配必要的空间，并更新主计算机的设备信息，并显示飞轮信息。

②星敏感器接入到即插即用系统

首先给飞轮断电，然后把星敏感器接入到系统中，即图7中的飞行器设备由飞轮换成了星敏感器，如图8。DSP通过RS422转换器周期地给星敏感器单机发送数据请求帧，星敏感器接收到数据请求帧后，通过该转换器返回给DSP，DSP接收到后确认星敏感器在线，把接收到的信息发送给FPGA模块，FPGA模块接收到数据后按照即插即用协议对数据重新组帧，并在状态线中产生一个高电平的脉冲，把重新组帧后的数据发送给CAN控制器，CAN控制器接收到数据后，发送到CAN总线上，主计算机通过CAN能接收到了星敏感器发送的数据帧，并按照帧格式进行解码，给星敏感器分配必要的空间，并更新主计算机的设备信息，并显示星敏感器信息。由于即插即用模块能够向主计算机报告飞行器设备在线情况，在线飞行器设备类型及设备功能等，并用标准的格式向主计算机报告以上信息，主计算机通过和即插即用模块通讯，分别记录每个飞行器设备所需资源，统一分配各飞行器设备资源，自行寻找并调入设备驱动程序，从而根据在线飞行器设备的情况，自主完成飞行器系统的任务。

实施例4：结合图11，即插即用接口电路的总体电路如图。对外接口主要包括+5V的电压，RS422差分接口，CAN总线接口以及一个I/O状态线。其中+5V主要给接口电路供电，RS422主要与飞轮连接，CAN总线和I/O状态线与主计算机连接，用于实现即插即用功能。即插即用接口的内部电路主要包括DSP，DSP使用的SRAM和FLASH，FPGA，RS422转换器，以及相应的电源转换DC/DC模块。由于DSP输入电压是3.3V和1.8V，FPGA的输入电压是3.3V，DC/DC模块主要是把+5V的电压转换为3.3V和1.8V，给DSP、FPGA、SRAM、FLASH以及RS422转换器供电，RS422转换器用于把DSP输出的TTL电平转换为标准的RS422差分电平，SRAM用于DSP运行程序，FLASH用于保存DSP断电后的代码，CAN控制器主要把FPGA输出的TTL电平转换为标准的CAN差分电平特性，电路的核心部分就是FPGA，FPGA用于运行接口的即插即用协议，该协议采用VHDL语言编写。

图11是一种基于即插即用接口电路的实施方案，其中DC/DC转换主要采用LT1086器件，DSP器件采用TI公司的TMS320VC33芯片，该芯片是32位的浮点器件，程序SRAM采用Is611v512616，该芯片是16位的存储器，因此需要用到两片，分别为高16位和低16位，RS422器件采用82C52芯片，FLASH器件采用AT49BV162A，该芯片是16位的存储器，因此需要用到两片，分别为高16位和低16位，CAN控制器采用SJA1000，RS422转换模块采用82C52，FPGA器件采用ALTERA公司的EP2C8Q208I8芯片，EP2C8Q208I 8芯片的配置文件放置到EPCS4器件中，FPGA运行的协议分为两层，分别是：数据链路层、传输层，即插即用模块采用了CAN总线进行数据通信，因此协议的物理层与CAN总线通信的物理层一致，因此，该层可以参考CAN总线通信的说明。

实施例5：由于目前飞行器总线的相关协议细节都是依赖于具体任务独自制定、独立开发，由于不存在相关标准，设备缺乏兼容性和可重用性的特点，飞行器系统中所有设备也必须根据这些任务来修改接口的设计，特别是如果各任务总线不同，不但修改飞行器系统中所有设备接口协议，而且要重新设计硬件接口，这极大地增加了开发成本、延长了开发周期，并且很难保证产品的有效质量管理，甚至在相对独立的单个开发组织中，负责分任务的各个不同部门之间由于缺乏标准的协议作为参考，在互相明确任务分工、接口细节方面也很难快速制定出完善的协议及接口标准。例如实际情况中经常发生对协议及接口定义的理解发生偏差，并将偏差引入设计。导致在系统集成时发现问题、解决问题，严重的影响了整体项目开发进度、增加了项目完成的成本及风险。具备即插即用功能的飞行器系统中所有设备相对传统的固定硬件模式具有更好的灵活性和可扩展性，通过在具备即插即用功能的综合电子平台上简单地“插入”这些功能的星敏感器，就可以在短时间内实现飞行器系统的总装集成。

Claims (2)

1.一种基于CAN总线的即插即用系统，它是由主计算机、即插即用转换模块和飞行器设备组成的，其特征在于：主计算机与即插即用转换模块之间采用CAN总线，即插即用转换模块与飞行器设备之间采用RS422电气标准。

2.一种如权利要求1所述的基于CAN总线的即插即用系统的设计方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一：主计算机的设计

主计算机主要从CAN总线接收即插即用转换模块的设备信息，根据接收到的设备信息判断哪些是新设备，哪些设备已经卸载，保存新设备的设备信息，把新设备信息添加到设备信息表中并对新设备分配必要的设备信息空间，调用新设备的驱动程序，从设备信息表中删除已经卸载设备，并且释放卸载设备信息空间，主计算机主要包含一个CPU，CAN总线接口，一个FLASH以及一个SRAM，由于CPU除了完成设备发现和卸载以外，只需要完成一定的数学计算，因此选择的CPU主频不必很高，CPU工作频率在40MHz就可以，FLASH主要保存主计算机程序，主计算机程序主要负责设备发现和卸载，功能比较简单，程序只有43.2Kbyte，因此选择FLASH的大小只要大于43.2Kbyte就可以，而FLASH器件的存储器大小也是标准配置，大小有128K，256K，因此选择的FLASH为128K；SRAM主要运行程序和主计算机上电后保存设备信息，程序大小是43.2Kbyte，根据CAN总线协议规范，CAN总线上最多能连接110个节点，因此，总线上至多能连接110个即插即用转换模块，每个即插即用转换模块发送给主计算机的设备信息包括设备类型、设备生产国家、生产厂家、设备数据类型等设备参数，一共24个字节，因此主计算机接收到的设备信息为2.6Kbyte，而SRAM器件的存储器大小是标准配置，选择的SRAM大小为1Mbyte，由于在系统运行过程中，有些设备可能已经断电，或者由于任务的需要，有些设备需要卸载，为了使主计算机能够及时发现飞行器设备在线情况，主计算机必须周期地通过CAN总线向即插即用转换模块发送在线信息请求，根据CAN总线协议规范，CAN总线的最高速率是1Mbps，在数据传输过程中，需要考虑数据传输的可靠性，因此选择CAN总线的速率为500Kbps，CAN总线最大110个节点的设备信息数据为2.6Kbyte，因此传输这些数据的时间最少为42.24毫秒，考虑传输过程中保留一定余量，因此设置主计算机的周期为50毫秒；

步骤二：即插即用转换模块的设计

即插即用模块主要包括RS422转换、CPU处理器、DC/DC电源转换模块、FPGA处理器、CAN控制器以及必要的SRAM和FLASH，其中DC/DC电源转换模块主要把5V电压转换为DSP和FPGA所需要的1.8V和3.3V电压，CPU主要完成给设备发送设备/接收信息，给FPGA发送设备信息帧，因此功能比较简单，CPU工作频率在10MHz就可以，FLASH主要保存即插即用模块程序，即插即用模块程序主要负责发送/接收设备信息，给FPGA发送数据以及从FPGA中接收数据，功能比较简单，程序只有12.1Kbyte，因此选择FLASH的大小只要大于12.1Kbyte就可以，而FLASH器件的存储器大小也是标准配置，大小有128K，256K，因此选择的FLASH为128K；SRAM主要运行程序和即插即用模块接收到的飞行器设备信息，程序大小是12.1Kbyte，每个即插即用模块接一个飞行器设备，每个设备发送的设备信息是24个字节，发送给FPGA的数据每帧也是24个字节，因此即插即用模块接收到的设备信息为48字节，而SRAM器件的存储器大小是标准配置，选择的SRAM大小为1Mbyte，即插即用模块必须周期地通过RS422向飞行器设备发送在线信息请求，正常情况下，飞行器设备的数据传输率为115.2kbps，每个飞行器设备发送的信息为24个字节，因此传输这些信息的时间最少为2.3毫秒，考虑传输过程中保留一定余量，因此设置即插即用模块的周期为5毫秒；

步骤三：飞行器设备的设计

飞行器设备选用现有的设备，飞轮、陀螺、星敏感器。

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