CN103944629B - 一种卫星综合电子系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星综合电子系统，包括星载集成管理芯片LSMEU01、星务调度管理单元SIP、CAN总线通信网络以及卫星分系统。星载集成管理芯片LSMEU01嵌入到卫星各分系统中，通过CAN总线通信网络与星务调度管理单元SIP进行信息交互。通过该综合电子系统可以有效降低星上设备连接的复杂性，提高系统的集成度，减少星上电子设备的规模、重量和功耗，实现卫星硬件状态的统一，保障星上网络通信的可靠性、实时性、安全性，减少采购周期和产保复杂度，达到构建起满足低成本、批量化和快速响应的卫星研制模式。

Description

一种卫星综合电子系统

技术领域

本发明涉及一种快速响应的卫星综合电子系统，属于卫星总体设计领域。

背景技术

目前的小卫星设计制造中，卫星各分系统由具备相应资质的研究单位提供，卫星总体单位负责卫星后期的组装和集成测试。如图1所示为一种典型的传统卫星分散式电子系统结构，卫星各分系统独立设计与星上网络的接口板，导致接口板中央处理器和外围芯片互不相同，通信时序不可控。特别是在基于CAN的星上网络中，故障点易扩散进而导致故障不定位，严重干扰整星网络通信。接口板总线种类多样，连接关系复杂，重量与功耗消耗大。航天器不同舱段线路交叉连接，系统间电子设备连接关系复杂，电子设备集成度低，需要多台星载计算机才能完成对整星的信息采集、处理与控制。严重阻碍卫星制造的低成本、批量化、快速响应的能力。

综上，传统卫星系统存在的缺陷主要有：(1)星上系统间互联通信接口不唯一，系统间存在严重的互联干扰。(2)星上通信接口不标准。因为各分系统设计人员对通信协议的理解和编码实现上的差异，导致卫星通信协议不一致，硬件接口电路的差异也导致连接方式和信号特性的多样性，不便于整星集成测试。(3)分系统内部设备功能集成度低。传统卫星系统设计电路，芯片集成度低，完成电子系统的管理任务，需要CPU和大量的外围控制芯片，连接电路复杂，功耗和体积消耗大。(4)整星电缆连接关系复杂。卫星各分系统连接关系复杂，电缆在不同舱段间来回串接，电缆容易出现故障且故障难以定位。(5)批量化采购和产品质量保证程序复杂。传统设计方法，各分系统设计师在设计电路时，选用器件和设计方法多种多样，器件质量保证和采购成本高，国外器件采购受限的问题，采购周期长，产品质量保证程序复杂。

随着社会的发展，对小卫星的数量和应用需求越来越大。应用的多样性导致星上设备种类呈现多样性，卫星设备种类的多样性又导致研制单位越来越多，技术状态越来越复杂。在卫星应用需求和技术状态多样性的背景下，构建一套满足快速研制、快速组装、快速发射和快速应用的卫星综合电子系统体系架构成为一种趋势，从而实现星上系统间互联通信接口唯一性，星上通信接口的标准化，同时提高分系统内部设备功能集成度，实现批量化采购和一体化产品质量保证。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种卫星综合电子系统，实现了星上系统间互联通信接口的唯一性以及星上通信接口的标准化，通过集成星载功能模块的嵌入式管理芯片提高了系统的集成度，降低系统功耗，硬件功能模块与软件功能模块互相组合组成模块化的星载综合管理电子系统，保障了星上通信网络通信的可靠性、实时性、安全性，提高了模块开发的时效性、减少了功能开发的差错和采购周期以及产保的复杂度。

本发明的技术方案是：一种卫星综合电子系统，包括星载集成管理芯片LSMEU01、星务调度管理单元SIP、CAN总线通信网络以及卫星分系统；

所述卫星分系统包括控制与推进分系统、导航与定位分系统、测控应答分系统、电源分系统、数传分系统和载荷分系统；

控制与推进分系统、导航与定位分系统、测控应答分系统、电源分系统、数传分系统和载荷分系统中分别嵌入有一个星载集成管理芯片LSMEU01；每一个星载集成管理芯片LSMEU01采集并处理其所在的卫星分系统的温度信息、电路信息、执行机构运行信息或所在卫星分系统功能单机传输的数据信息，将处理后的数据信息通过CAN总线通信网络传送给星务调度管理单元SIP；

星务调度管理单元SIP通过CAN总线通信网络发送遥控指令给每一个星载集成管理芯片LSMEU01，每一个星载集成管理芯片LSMEU01接收并解析星务调度管理单元SIP的遥控指令，按照遥控指令码实现对所在卫星分系统的温度控制、工作状态的采集监控、电子设备的加断电操作或执行机构的运行控制；星务调度管理单元SIP通过CAN总线通信网络发送遥测轮询指令给每一个星载集成管理芯片LSMEU01，每一个星载集成管理芯片LSMEU01接收并解析该轮询指令，按照轮询指令码对所在卫星分系统功能数据和工作状态信息进行采集并处理，得到遥测分包数据，然后将遥测分包数据通过CAN总线通信模块应答给星务调度单元SIP；星务调度管理单元SIP通过CAN总线通信网络发送遥控数据给每一个星载集成管理芯片LSMEU01，每一个星载集成管理芯片LSMEU01接收该遥控数据，并将接收到的遥控数据在所在的卫星分系统内进行通信传输。

所述星载集成管理芯片LSMEU01包括CPU、存储器模块、CAN总线通信模块、异步通信模块、AD转换模块、DA转换模块、脉冲控制模块、开关通断驱动模块、热控模块和同步通信模块；

存储器模块用于存放LSMEU01的程序代码和程序数据，通过存储接口与CPU交互，执行LSMEU01管理任务；

CAN总线通信模块接收星务调度管理单元SIP通过CAN总线通信网络发送过来的遥控信息，并请求CPU读取遥控信息；

CPU从CAN总线通信网络上接收遥控指令信息，并对该指令信息进行解析，将解析得到的加断电控制指令发送给开关通断驱动模块，将解析得到的温度控制指令发送给热控模块，将解析得到的执行机构动作指令发送给脉冲控制模块，将解析得到的DA转换模块参数发送给DA转换模块；

开关通断驱动模块接收CPU输出的加断电命令，并根据该加断电指令输出高低时间可控的导通电平，实现对所在卫星分系统中电子设备的加断电控制；

热控模块接收CPU输出的温度控制指令，并根据该温度控制指令实现对所在卫星分系统中加热部件的通断控制；

脉冲控制模块接收CPU输出的执行机构动作指令，并根据该执行机构动作指令输出不同时钟周期、不同占空比的脉冲，驱动所在卫星分系统中执行机构的运行；

DA转换模块接收CPU输出的DA转换模块参数，并根据该DA转换模块参数控制DA转换模块输出幅度和占空比可调的模拟曲线，从而控制卫星蓄电池充放电开关电路，实现恒压恒流充电；

AD转换模块采集所在卫星分系统中的多路模拟信号，并转换为数字信号，发送给CPU，由CPU对该数字信号进行处理并传送到CAN总线通信网络；

CPU从CAN总线通信网络上接收遥控数据信息，并将遥控数据信息通过Uart异步通信模块在卫星分系统中电子设备间异步传输；异步通信模块接收卫星分系统中电子设备的异步通信数据并请求CPU读取数据，CPU读取和解析异步通信模块发送的数据后传送到CAN总线通信网络；

CPU从CAN总线通信网络上接收遥控数据信息，并将遥控数据信息通过同步通信模块在分系统内电子设备间同步传输；同步通信模块接收卫星分系统中电子设备的同步通信数据并请求CPU读取数据，CPU读取和解析同步通信模块发送的数据后传送到CAN总线网络。

所述星务调度管理单元SIP包括星务调度管理单元SIP1和星务调度管理单元SIP2；

星务调度管理单元SIP1接收测控分系统的星载集成管理芯片LSMEU01的指令读取请求，通过CAN总线通信网络从测控分系统的星载集成管理芯片LSMEU01中读取遥控指令码，对读取的指令码进行解析并通过CAN总线通信网络分发到指令码对应的各分系统中；星务调度管理单元SIP1通过CAN总线通信网络轮询各分系统的分包遥测数据，将各分系统应答的分包遥测数据生成整星遥测帧，通过CAN总线通信网络传输到测控分系统的星载集成管理芯片LSMEU01中；

星务调度管理单元SIP2判断星务调度管理单元SIP1的工作状态，当SIP1处于异常状态时，SIP2取代SIP1完成SIP1的工作。

当星务调度管理单元SIP2判断出SIP1处于以下任何一种工作状态时即判定为SIP1工作异常：

a、当SIP1的状态参数超出正常参数范围；

b、SIP2连续设定调度周期阈值内没受到SIP1传送的状态参数；

c、CAN总线通信网络上连续设定调度周期阈值内没有总线数据。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明卫星各分系统中嵌入统一的星载集成管理芯片(LSMEU01)，将过去基于电路板级设计方式提升到基于嵌入式芯片级的改进，LSMEU01硬件接口和芯片的集成统一可以显著提高卫星整体的稳定性，便于批量化生产。

(2)本发明将过去基于星务分系统的集中式管理改变为嵌入式的分布式并行管理。卫星的电、热、机械由嵌入的LSMEU01控制完成，有效的提高系统集成度，降低整星电缆网设计中的复杂度和线路连接的差错，提高电子系统集成度。

(3)本发明基于统一的CAN总线通信网络，卫星各系统间遥测、遥控全部通过CAN总线通信网络传输。区别于传统星务分系统与测控应答机之间遥测和遥控三线的数据传输以及各分系统间繁杂的总线互联通信方式，减少因为多种接口方式导致的软硬件资源开销和通信标准杂乱。

(4)在综合电子系统上构建完全独立的四冗余总线，这样在物理上保证只有四条总线上有一条总线工作正常，就可以确保卫星各分系统的有效测控管理。较传统的卫星总线通信可靠性提高了二到四倍。

(5)星务管理单元为芯片级的双片热备SIP调度系统，实现实时无缝星务任务调度管理，利用芯片内集成的中心计算机CPU、多类存储器、CAN总线通信模块、Uart、模块构建起高集成度、高稳定性、少外部接口的星务管理单元。

(6)利用芯片级的SIP星务系统和分布式布局的芯片级LSMEU01，构建起统一的卫星产保、研发、测试、在轨管理方式，便于卫星在轨交付后的管理和监控，实现快速调度、快速管理、快速应用。

附图说明

图1为传统卫星电子系统组成示意图；

图2为应用本发明的卫星电子系统组成示意图；

图3为星载集成管理芯片LSMEU01的功能结构框图；

图4为本发明基于LSMEU01的OC驱动模块电路示意图；

图5为本发明基于LSMEU01的PIU热控模块电路示意图；

图6为本发明基于LSMEU01的AD转换模块电路示意图；

图7为本发明基于LSMEU01的测控应答机示意图；

图8为本发明基于LSMEU01的导航与定位分系统示意图；

图9为本发明基于LSMEU01的载荷分系统示意图；

图10为本发明基于LSMEU01的电源分系统示意图；

图11为本发明基于LSMEU01的控制与推进分系统示意图；

图12为本发明基于SIP双片热备的星务管理分系统示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明提出了一种快速响应的卫星综合电子系统，包括星载集成管理芯片LSMEU01、星务调度管理单元SIP、CAN总线通信网络以及卫星分系统。卫星分系统包括控制与推进分系统、测控应答分系统、导航与定位分系统、电源分系统、数传分系统和载荷分系统。将LSMEU01嵌入到快速响应卫星各分系统内部，通过芯片集成的功能控制模块在卫星各分系统内部构建起管理单元，并使用统一的四冗余CAN总线构成CAN总线通信网络，将分布式布局的LSMEU01与双片热备份的星务调度管理单元SIP连通。

其中LSMEU01可根据卫星功能需求分布于任意分系统或试验设备中，灵活嵌入到各分系统(控制与推进分系统、测控应答分系统、导航与定位分系统、电源分系统、数传分系统和载荷分系统)硬件电路板中，如图2所示。利用LSMEU01内部集成的801E内核CPU控制器、SRAM与FlASH存储器模块、CAN总线通信模块、异步通信模块(Uart模块)、开关通断驱动模块(OC驱动模块)、数字模拟(DA)转换模块、模拟数字(AD)转换模块、热控模块(PIU热控模块)、脉冲控制模块(PWM模块)、同步通信模块(SPI模块)等与各分系统的部组件互联互通。LSMEU01通过内部集成的AD转换模块采集设备模拟量，然后通过CAN总线通信模块传输到星务调度管理单元SIP完成对设备工作相关的电模拟量(电压、电流)特性和温度模拟量的采集。各分系统LSMEU01接收星务测控调令，通过热控模块控制设备温度，通过PWM模块驱动分系统部件执行，通过Uart模块或星务调度管理单元SIP与分系统其它设备通信，通过OC驱动模块实现对各分系统内部设备的通断管理。利用在存储模块(Flash)中存储可编程的软件模块，LSMEU01构建起各分系统的管理中心，实现对分系统自身热、电、机械装置的分布式管理控制。系统之间采用统一的CAN总线通信网络接口连接和通信，完成整星的测控管理任务，将系统间的通信链路标准化，各分系统自身功能测试和故障点限制在分系统内部，便于问题定位和排查。所有分系统中内嵌的LSMEU01设计采用完全独立的四冗余CAN(Controller Area Network)总线构成星上通信网络。四条总线互为冗余，协同工作，这样在物理上保证只要有一条总线工作正常就可以实现整星的网络通信安全。利用SIP芯片构建起芯片级的星务调度管理单元。SIP芯片内部处理器基于最新的国产抗辐照LCSoC3233，工作主频80MHz，内核为SPARC V8架构，支持七级并行流水，16KB的指令和数据Cache。星务调度管理单元SIP还提供2MB SRAM(带EDAC)、4MB程序FLASH、4MB数据FLASH及CAN总线通信模块接口，并支持外部存储器扩展。外形尺寸为60mm x60mm x12mm。改变过去基于星务中心计算机(如80386)和通过FPGA外扩PROM、SRAM、CAN总线、遥测遥控模块等外部诸多外部电路的复杂系统设计为基于高性能、集成度的SIP3233芯片星务系统设计。星务调度管理单元SIP采用双片热备份工作方式，两片SIP焊接到同一电路板上，当执行星务调度的SIP1工作异常时，另一片SIP2执行星务调度任务。这样基于SIP的星务系统重量、机械尺寸、功耗，稳定性得到极大提高。星务调度管理单元SIP与内部嵌入LSMEU01的各分系统共同构建起快速响应卫星的综合电子系统，实现卫星的任务调度和整星工作状态的管理。

本发明综合电子系统的调度管理设计为：1、地面测控站上行遥控指令通过射频接收通道到达测控分系统后，测控分系统LSMEU01通过CAN总线通信网络请求星务分系统调度SIP读取；2、星务执行调度任务的SIP读取测控分系统LSMEU01指令，解析后经CAN总线通信网络分发到指令码对应的各分系统中，各分系统LSMEU01按照指令码控制内部各模块完成要求的任务；3、星务调度SIP通过CAN总线通信网络轮询各分系统分包遥测数据，各分系统LSMEU01将内部各功能模块采集和处理的数据自动组合成符合整星数据约定的分包遥测数据，通过CAN总线通信网络传输给星务分系统执行调度任务的SIP；4、星务调度管理单元SIP将分包遥测数据按照GJB1198.6A航天器测控与数据管理的格式生成整星遥测帧，并通过CAN总线通信网络传输到测控LSMEU01；5、测控应答LSMEU01通过自身Uart接口透明转发整星遥测帧给测控基带模块，再通过射频发射通道实现卫星遥测数据下传到地面测控站。

如图3所示，LSMEU01包括：国产化LC801E内核CPU，一个机器周期包含两个时钟周期，可在25MHz下稳定运行；4路符合CAN2.0B规范的CAN总线通信模块；4路全双工，带256Byte的接收FIFO(先入先出缓存)和发送FIFO的Uart异步通信模块；2个12位的AD模块，速率最大200ksps，带模拟开关，有31路外部输入接口，其中16路可选采集范围-10V～+10V与0～5V，15路采集范围为0～2.5V；4路11位DA模块；16路OC指令输出模块，驱动电流200mA；1个6路的PWM脉冲控制模块，可输出星载执行部件的驱动脉冲；3路SPI总线模块；PIU模块支持8路温控指令输出，每路驱动电路不小于700毫安；外形尺寸45mm×45mm×10.3mm；温度范围-55℃～+125℃，抗总剂量指标≥50KRad(Si)，LET锁定阈值大于等于50Mev.cm2/mg满足LEO轨道航天器空间环境需求。

图4为基于LSMEU01的OC驱动模块电路设计示意图，图5为基于LSMEU01的PIU热控模块电路设计示意图，图6为基于LSMEU01的AD采集模块电路设计示意图，根据图3、图4、图5和图6，本发明LSMEU01芯片控制过程为：使用LSMEU01内部集成的OC驱动模块将OC指令输出端与继电器端相连，OC指令回线与外部供电地相连，通过解析内部CAN总线通信模块接收的遥控指令，将相应OC地址寄存器数据位置0或置1实现对外部继电器控制电路的开关。使用LSMEU01的热控功能模块作为控制外接功率电阻或者其他加热部件的开关，用来控制卫星设备环境温度。将图4所示Hot Contrl OutPut(控温正线)和Hot Contrl Return(控温回线)与加热部件接通后，在LSMEU01内置CPU的控制下将PIU热控模块使能，解析CAN总线通信模块接收的通信数据，然后通过数据总线写入温度控制通路对应的码字写入到PIU锁存器(Flip-Latch)中，锁存器命令控制Mos管驱动组通断，实现对加热部件的通断控制。LSMEU01内部集成两个12位的ADC和模拟开关，为支持星载多种模拟量范围，通过ADM0与ADM1将ADIN0-ADIN15设定在-10V～+10V与0～5V采集范围。经LSMEU01内部16选1(MUX)开关后进入ADC0.0，MUX的配置可通过LSMEU01的P2.1～P2.4端口在芯片内部直接配置。ADIN16-ADIN30为15路0～2.5V范围的专用模拟量输入接口，直接进入ADC。外部模拟量为电压、电流、温度相关的热敏电阻电压量等，LSMEU01对ADC采集原始数据计算后得到实际的外部模拟量，对设备状态实现监控，并通过CAN总线通信模块传输到星务分系统。

如图7所示为基于LSMEU01的测控应答机示意图，测控应答机接收地面站上行注入的遥控指令，测控基带板以外部事件中断的方式触发测控LSMEU01的SPI模块接收上行遥控指令。测控LSMEU01通过SPI模块接收上行指令，并根据内部FLASH存储器中存储的密钥对遥控数据解密，对校验正确的遥控数据通过CAN总线通信模块请求星务主机读取上行注入指令，完成上行数据功能；对测控应答机自身的OC指令，直接译码并通过测控LSMEU01的OC驱动模块输出负脉冲，驱动相应电子设备继电器通断；对于星上关键设备的加断电OC指令如太阳翼展开、火工品母线通等进行冗余备份处理。测控LSMEU01通过四条互为冗余的CAN总线通信模块接收星务分系统的间接指令和数据块，对于给测控基带模块的参数和数据通过LSMEU01自身的Uart模块接口传输到数字基带模块。测控LSMEU01通过AD转换模块采集自身电压、电流、温度等工作参数，通过Uart模块接收基带板的程序运行结果，并与LSMEU01自身各模块工作状态组合形成自身分系统遥测数据，在星务主机的轮询调度下通过CAN总线通信模块应答星务数据管理分系统。

如图8所示为基于LSMEU01的导航与定位分系统示意图，导航与定位分系统包含GPS接收机和北斗接收机，两种不同的接收机协同进行卫星的轨道定位计算和时间管理。导航与定位系统嵌入式管理LSMEU01接收定位芯片计算的卫星实时位置、速度信息，并响应星务管理模块的轮询，以遥测数据形式通过CAN总线通信模块发向星务管理模块。LSMEU01接收定位模块输出的秒脉冲信号，并在秒脉冲的基础上叠加在星务主机校时轮询时刻LSMEU01的内部定时器累加微秒值，通过CAN总线通信模块应答整星校时广播，可实现1ms精度的整星校时。LSMEU01通过CAN总线通信模块接收星务主机的数据指令和遥控注入数据块，采集系统内部电压、电流、温度等参数。LSMEU01通过Uart模块实时接收定位模块的导航电文，然后通过CAN总线通信模块应答星务分系统的遥测请求，输出卫星导航电文和自身工作状态信息。

如图9所示为基于LSMEU01的载荷分系统示意图，载荷LSMEU01通过CAN总线通信模块接收星务数据管理主机的遥控指令，对于载荷功能模块的数据型指令通过Uart串口传输到载荷内部功能单元，对于LSMEU01内部功能模块设定指令经过解析后设置各模块的状态；对于开关型指令通过自身OC驱动模块直接输出OC开关脉冲给载荷内部功能单元，对内部功能单元加断电操作。载荷LSMEU01通过CAN总线通信模块接收星务数据管理主机发送的遥控数据块，设置自身状态信息和热控工作参数，并通过PIU热控模块实现对载荷温度调节。载荷LSMEU01通过CAN总线通信模块接收整星定位广播、时间广播、姿态广播并通过Uart传输到星上载荷数据实时处理中，完成对载荷数据的星上实时处理。LSMEU01通过自身A/D转换模块采集电压、电流、温度等模拟量，通过Uart模块接收载荷功能模块的状态信息，并通过CAN总线通信模块回传星务数据管理主机，实现对载荷分系统状态的监控。

如图10所示为基于LSMEU01的电源分系统示意图，电源分系统LSMEU01通过自身AD转换模块采集卫星供电母线、蓄电池组、控制与推进分系统、载荷分系统、测控分系统、数传分系统、星务分系统、导航与定位分系统的供电电压和电流，采集火工品起爆状态和太阳能帆板展开状态，采集蓄电池温度、帆板温度等模拟量。通过CAN总线通信模块接收星务遥控指令，解析后通过OC驱动模块实现对太阳能帆板展开、火工品起爆、控制分系统加断电、载荷分系统加断电、放电开关通断的控制。通过接收星上CAN总线通信网络数据，基于PIU热控模块实现对温度的管理，基于DA转换模块实现对蓄电池组充电终压与充电电流的在轨可调制管理。

如图11所示为基于LSMEU01的控制与推进分系统示意图，控制与推进分系统利用LSMEU01的Uart模块接收姿态确定所需的星敏感器、太阳敏感器、地球敏感期数据，并传输到控制中心计算机，用于计算卫星当前姿态角。控制LSMEU01通过AD转换模块采集动量轮、肼瓶、肼管路、电磁阀、敏感器、催化床等的温度，并通过PIU热控模块实现对上述部组件的加热回路控制。通过内部PWM模块产生设定占空比的波形来驱动动量轮和推进装置的运转，调整卫星测控天线和有效载荷指向地面特定成像区域或者地面测控基站。通过OC驱动模块实现对内部组件开关机控制，在没有姿态机动调令时减少整星能源消耗。通过CAN总线通信模块接收星务分系统的遥控指令，对敏感器探头进行指令控制、参数设置、数据校正和自检测维护等。通过CAN总线通信模块接收遥控数据块实现对温控数据、工作参数、在轨应急软件的注入。

如图12所示，星务分系统中星务调度管理单元SIP的主要功能为对整星测控管理的调度。由过去基于80386的星务主机和基于80C31的热控管理下位机、载荷管理下位机、遥控单元下位机、遥测下位机组成的诸多设备改变为基于两片国产化Sparc-V8为内核的SIP单板，板上主要由两块SIP芯片组成。传统的热控管理下位机、载荷管理下位机、遥控单元下位机、遥测下位机的功能由分布到各个分系统的LSMEU01实现对各自分系统的分布式管理。

星务调度管理单元SIP包括星务调度管理单元SIP1和星务调度管理单元SIP2，SIP1执行星务调度管理任务，通过地面上注入指令，进行整星在轨工作管理。SIP2默认工作模式为通过Uart接收SIP1发送的工作状态信息，监控SIP1星务调度系统可靠性。

星务调度管理单元SIP1接收测控分系统的星载集成管理芯片LSMEU01的指令读取请求，通过CAN总线通信网络从测控分系统的星载集成管理芯片LSMEU01中读取遥控指令码，对读取的指令码进行解析并通过CAN总线通信网络分发到指令码对应的各分系统中；星务调度管理单元SIP1通过CAN总线通信网络轮询各分系统的分包遥测数据，将各分系统应答的分包遥测数据生成整星遥测帧，通过CAN总线通信网络传输到测控分系统的星载集成管理芯片LSMEU01中。

当星务调度管理单元SIP2判断出SIP1处于以下任何一种工作状态时即判定为SIP1工作异常：

a、当SIP1的状态参数超出正常参数范围；

b、SIP2连续快速调度周期阈值内没受到SIP1通过422传送的状态参数；

c、CAN总线通信网络上连续设定快速调度周期阈值内没有总线数据。

当SIP2判断SIP1异常时，进入工作模式2：取代SIP1，执行SIP1调度管理功能。SIP1与SIP2在PCB板上的采用Uart通道连接，防止SIP1与SIP2之间只有CAN总线连接，因通信网络其它节点干扰故障而导致的SIP2对SIP1可靠性误判。

本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (4)

1.一种卫星综合电子系统，其特征在于：包括星载集成管理芯片LSMEU01、星务调度管理单元SIP、CAN总线通信网络以及卫星分系统；

所述卫星分系统包括控制与推进分系统、导航与定位分系统、测控应答分系统、电源分系统、数传分系统和载荷分系统；

控制与推进分系统、导航与定位分系统、测控应答分系统、电源分系统、数传分系统和载荷分系统中分别嵌入有一个星载集成管理芯片LSMEU01；每一个星载集成管理芯片LSMEU01采集并处理其所在的卫星分系统的温度信息、电路信息、执行机构运行信息或所在卫星分系统功能单机传输的数据信息，将处理后的数据信息通过CAN总线通信网络传送给星务调度管理单元SIP；

星务调度管理单元SIP通过CAN总线通信网络发送遥控指令给每一个星载集成管理芯片LSMEU01，每一个星载集成管理芯片LSMEU01接收并解析星务调度管理单元SIP的遥控指令，按照遥控指令码实现对所在卫星分系统的温度控制、工作状态的采集监控、电子设备的加断电操作或执行机构的运行控制；星务调度管理单元SIP通过CAN总线通信网络发送遥测轮询指令给每一个星载集成管理芯片LSMEU01，每一个星载集成管理芯片LSMEU01接收并解析该轮询指令，按照轮询指令码对所在卫星分系统功能数据和工作状态信息进行采集并处理，得到遥测分包数据，然后将遥测分包数据通过CAN总线通信模块应答给星务调度管理单元SIP；星务调度管理单元SIP通过CAN总线通信网络发送遥控数据给每一个星载集成管理芯片LSMEU01，每一个星载集成管理芯片LSMEU01接收该遥控数据，并将接收到的遥控数据在所在的卫星分系统内进行通信传输。

2.根据权利要求1所述的一种卫星综合电子系统，其特征在于：所述星载集成管理芯片LSMEU01包括CPU、存储器模块、CAN总线通信模块、异步通信模块、AD转换模块、DA转换模块、脉冲控制模块、开关通断驱动模块、热控模块和同步通信模块；

存储器模块用于存放LSMEU01的程序代码和程序数据，通过存储接口与CPU交互，执行LSMEU01管理任务；

CAN总线通信模块接收星务调度管理单元SIP通过CAN总线通信网络发送过来的遥控信息，并请求CPU读取遥控信息；

CPU从CAN总线通信网络上接收遥控指令信息，并对该指令信息进行解析，将解析得到的加断电控制指令发送给开关通断驱动模块，将解析得到的温度控制指令发送给热控模块，将解析得到的执行机构动作指令发送给脉冲控制模块，将解析得到的DA转换模块参数发送给DA转换模块；

开关通断驱动模块接收CPU输出的加断电控制指令，并根据该加断电控制指令输出高低时间可控的导通电平，实现对所在卫星分系统中电子设备的加断电控制；

热控模块接收CPU输出的温度控制指令，并根据该温度控制指令实现对所在卫星分系统中加热部件的通断控制；

脉冲控制模块接收CPU输出的执行机构动作指令，并根据该执行机构动作指令输出不同时钟周期、不同占空比的脉冲，驱动所在卫星分系统中执行机构的运行；

DA转换模块接收CPU输出的DA转换模块参数，并根据该DA转换模块参数控制DA转换模块输出幅度和占空比可调的模拟曲线，从而控制卫星蓄电池充放电开关电路，实现恒压恒流充电；

AD转换模块采集所在卫星分系统中的多路模拟信号，并转换为数字信号，发送给CPU，由CPU对该数字信号进行处理并传送到CAN总线通信网络；

CPU从CAN总线通信网络上接收遥控数据信息，并将遥控数据信息通过Uart异步通信模块在卫星分系统中电子设备间异步传输；异步通信模块接收卫星分系统中电子设备的异步通信数据并请求CPU读取数据，CPU读取和解析异步通信模块发送的数据后传送到CAN总线通信网络；

CPU从CAN总线通信网络上接收遥控数据信息，并将遥控数据信息通过同步通信模块在分系统内电子设备间同步传输；同步通信模块接收卫星分系统中电子设备的同步通信数据并请求CPU读取数据，CPU读取和解析同步通信模块发送的数据后传送到CAN总线网络。

3.根据权利要求1所述的一种卫星综合电子系统，其特征在于：所述星务调度管理单元SIP包括星务调度管理单元SIP1和星务调度管理单元SIP2；

星务调度管理单元SIP1接收测控分系统的星载集成管理芯片LSMEU01的指令读取请求，通过CAN总线通信网络从测控分系统的星载集成管理芯片LSMEU01中读取遥控指令码，对读取的指令码进行解析并通过CAN总线通信网络分发到指令码对应的各分系统中；星务调度管理单元SIP1通过CAN总线通信网络轮询各分系统的分包遥测数据，将各分系统应答的分包遥测数据生成整星遥测帧，通过CAN总线通信网络传输到测控分系统的星载集成管理芯片LSMEU01中；

星务调度管理单元SIP2判断星务调度管理单元SIP1的工作状态，当SIP1处于异常状态时，SIP2取代SIP1完成SIP1的工作。

4.根据权利要求3所述的一种卫星综合电子系统，其特征在于：当星务调度管理单元SIP2判断出SIP1处于以下任何一种工作状态时即判定为SIP1工作异常：

a、当SIP1的状态参数超出正常参数范围；

b、SIP2连续设定调度周期阈值内没受到SIP1传送的状态参数；

c、CAN总线通信网络上连续设定调度周期阈值内没有总线数据。