CN107831676B - 卫星服务单元管理器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卫星服务单元管理器，其特征在于，其包括：脉冲提取模块，通过七位加法计数器和比较器对输入的脉冲序列进行处理，提取管理器所需的脉冲；管理器内部指令执行模块，对测控指令进行串并转换和译码，当识别指令号为管理器内部执行指令时，生成对应的十二路单脉冲/电平指令。本发明克服了卫星上传统方法采用电路板实现遥测采集和遥控指令分发的缺点，将其功能集成到一块芯片，解决了卫星遥测遥控指令分发、数据采集的占用较多电路板的问题，相比同类卫星的整星电缆网重量，使用该控制器可使电缆网重量降低70％以上，解决了单机重量大的技术问题，大大降低了整星重量，降低了卫星发射成本。

Description

卫星服务单元管理器
技术领域
本发明涉及一种管理器，特别是涉及一种卫星服务单元管理器。
背景技术
某型卫星对各单机按照南、北、底舱就近原则统一实施供配电、控制、测量，并且将同一个单机的配电、控制和测量在同一个单机模块上实施，传统卫星完成这些功能完全使用独立单机，带来重量大、电缆网杂乱等问题，该型号卫星面临减重压力，必须提高单机的功能密度、减轻电缆网重量、优化信息流，采用传统方式无法解决，因此根据整星需求，发明了一种卫星服务单元管理器，作为卫星服务单元控制器的上位机使用，以高集成度设备取代传统的各类独立单机，国内外文献介绍，目前卫星遥测采集通常由遥测采样器进行通道选择并经模拟/数字信号转换后通过总线汇总到数管计算机进行组帧，遥控指令通过总线进行分发执行，单机里印制电路板设计复杂，元器件众多，从而造成星上电缆网复杂，由于卫星热控、推进驱动、火工品控制等对遥控指令的需求有较大差异，通常采用独立功能单机，从而造成单机多，以及单机之间的信号连接多，整星重量增加，受国内运载火箭发射重量的限制，采用传统遥测遥控的方法，无法完成型号研制，而且由于常规测控、热控、推进驱动、火工品控制等对指令和遥测的需求有较大差异，同时整星各舱段对供配电需求也不同，目前国内还没有既能实现集中处理，又能满足这些不同需求的产品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种卫星服务单元管理器，其能够克服了卫星上传统方法采用电路板实现遥测采集和遥控指令分发的缺点，将其功能集成到一块芯片，解决了卫星遥测遥控指令分发、数据采集的占用较多电路板的问题，相比同类卫星的整星电缆网重量，使用该控制器可使电缆网重量降低70％以上，解决了单机重量大的技术问题，大大降低了整星重量，降低了卫星发射成本。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种卫星服务单元管理器，其包括：
脉冲提取模块，通过七位加法计数器和比较器对输入的脉冲序列进行处理，提取管理器所需的脉冲；
管理器内部指令执行模块，对测控指令进行串并转换和译码，当识别指令号为管理器内部执行指令时，生成对应的十二路单脉冲/电平指令；
单元指令判决模块，将进行串并转换后的测控指令与外部设置的单元地址进行比较，当判断测控指令为本单元的指令时，通过遥控令译码、遥测令译码、命令框生成、指令框生成对测控指令进行处理后生成命令框信号、本单元测控指令两个信号输出到下位机；
遥测数据采集模块，用于管理器的十六路通道遥测数据实时采集，当单元指令判决模块判断输入的测控指令是本单元所要执行的遥测采集命令时，通过识别测控指令中的遥测采集模块号对输入的十六路模拟/数字信号进行选择，通过测控指令中的遥测采集状态字判断模拟/数字信号为数字量时，直接输出测量数据和测量数据使能信号到上位机，如果判断模拟/数字信号为模拟量时，通过模拟/数字信号转换后生成八位/十二位的串行数据作为测量数据，并生成测量数据使能信号到上位机。
优选地，脉冲序列为频率204.8千赫兹，占空比50％的方波信号。
优选地，所述测控指令为串行数字量，每个码字为一个脉冲序列周期，测控框信号为高电平时，测控指令为遥测采集命令，测控框信号为低电平时，测控指令为遥控指令。
优选地，命令框信号为当服务单元管理器判断测控指令为本单元的遥测采集命令时，将命令框信号置0，当服务单元管理器判断测控指令为本单元的遥控指令时，将命令框信号置1。
优选地，所述测量数据为根据本单元测控指令中的模块号对模拟/数字信号进行16选1，经过信号处理作为测量数据输出。
本发明的积极进步效果在于：本发明克服了卫星上传统方法采用电路板实现遥测采集和遥控指令分发的缺点，将其功能集成到一块芯片，解决了卫星遥测遥控指令分发、数据采集的占用较多电路板的问题，相比同类卫星的整星电缆网重量，使用该控制器可使电缆网重量降低70％以上，解决了单机重量大的技术问题，大大降低了整星重量，降低了卫星发射成本。
附图说明
图1为本发明的接口框图。
图2为本发明的时序图。
图3为本发明的系统原理图。
图4为本发明的内部指令执行模块原理框图。
图5为本发明的遥测数据采集模块原理框图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1至图5所示，本发明卫星服务单元管理器包括：
脉冲提取模块101，通过七位加法计数器和比较器对输入的脉冲序列(CP)进行处理，提取管理器所需的脉冲；
管理器内部指令执行模块102，对测控指令(CK_ZL)进行串并转换和译码，当识别指令号为管理器内部执行指令时，生成对应的十二路单脉冲/ 电平指令；
单元指令判决模块104，对测控指令(CK_ZL)进行串并转换后与外部设置的单元地址(add[3..0])进行比较，当判断测控指令(CK_ZL)为本单元的指令时，通过遥控令译码、遥测令译码、命令框生成、指令框生成对测控指令(CK_ZL)进行处理后生成命令框信号(MLK)、本单元测控指令 (SUC_ZL)两个信号输出到下位机；
遥测数据采集模块103，用于管理器的十六路通道遥测数据实时采集，当单元指令判决模块判断输入的测控指令(CK_ZL)是本单元所要执行的遥测采集命令时，通过识别测控指令(CK_ZL)中的遥测采集模块号对输入的十六路模拟/数字信号(A/D[15..0])进行选择，通过测控指令(CK_ZL)中的遥测采集状态字判断模拟/数字信号(A/D[15..0])为数字量时，直接输出测量数据(CL_DATA)和测量数据使能信号(CL_EN)到上位机，如果判断模拟/数字信号(A/D[15..0])为模拟量时，通过模拟/数字信号(A/D)转换后生成八位/十二位的串行数据作为测量数据(CL_DATA)，并生成测量数据使能信号(CL_EN)到上位机。
所述脉冲序列(CP)为频率204.8千赫兹，占空比50％的方波信号。
所述测控指令(CK_ZL)为串行数字量，每个码字为一个脉冲序列(CP) 周期，测控框信号(CKK)为高电平时，测控指令(CK_ZL)为遥测采集命令，测控框信号(CKK)为低电平时，测控指令(CK_ZL)为遥控指令。
所述命令框信号(MLK)为当服务单元管理器判断测控指令(CK_ZL) 为本单元的遥测采集命令时，将命令框信号(MLK)置0，当服务单元管理器判断测控指令(CK_ZL)为本单元的遥控指令时，将命令框信号(MLK) 置1。
所述测量数据(CL_DATA)为根据本单元测控指令(SUC_ZL)中的模块号对模拟/数字信号(A/D[15..0])进行16选1，经过信号处理作为测量数据(CL_DATA)输出。
本发明的工作原理如下：脉冲提取模块中由七位加法计数器对输入的脉冲序列的脉冲进行计数，利用测控框信号的上升沿和下降沿对该计数器清零，计数器输出值连接数值比较器，提取信号处理所需的脉冲；管理器内部指令执行模块，对本单元测控指令进行串并转换后与二进制1111 001进行比较，如果相等说明本条指令为管理器内部指令，则通过锁存器、译码器和脉冲展宽电路生成对应的八个脉冲令(宽度80ms)或四组电平令(由K[16..9] 分别控制)，克服了卫星上传统方法采用电路板实现遥测采集和遥控指令分发的缺点，将其功能集成到一块芯片；遥测数据采集模块，用于十六路遥测数据的选通与转换，用本单元测控指令中的模块号数据Q[3..0]对十六路遥测数据进行16选1，当YM＝0，并且输入的遥测数据为数字量时，经过选通器直接输出串行测量数据；当YM＝1，并且输入的遥测数据为模拟量时，模拟信号经过模拟/数字信号转换、并串转换、2选1选择器后输出串行测量数据，使能信号生成模块用于生成本模块用的使能信号和测量数据使能信号，解决了卫星遥测遥控指令分发、数据采集的占用较多电路板的问题；单元指令判决模块，将进行串并转换后的测控指令与外部设置的单元地址进行比较，当相等时，说明该条指令是本服务单元的指令，之后对测控指令中的遥控码和遥测码进行译码，并生成相应的命令框信号和本单元测控指令，相比同类卫星的整星电缆网重量，使用该控制器可使电缆网重量降低70％以上，解决了单机重量大的技术问题，大大降低了整星重量，降低了卫星发射成本。
综上所述，本发明克服了卫星上传统方法采用电路板实现遥测采集和遥控指令分发的缺点，将其功能集成到一块芯片，解决了卫星遥测遥控指令分发、数据采集的占用较多电路板的问题，相比同类卫星的整星电缆网重量，使用该控制器可使电缆网重量降低70％以上，解决了单机重量大的技术问题，大大降低了整星重量，降低了卫星发射成本。
以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种卫星服务单元管理器，其特征在于，其包括：
脉冲提取模块，通过七位加法计数器和比较器对输入的脉冲序列进行处理，提取管理器所需的脉冲；
管理器内部指令执行模块，对测控指令进行串并转换和译码，当识别指令号为管理器内部执行指令时，生成对应的十二路单脉冲/电平指令；
单元指令判决模块，将进行串并转换后的测控指令与外部设置的单元地址进行比较，当判断测控指令为本单元的指令时，通过遥控令译码、遥测令译码、命令框生成、指令框生成对测控指令进行处理后生成命令框信号、本单元测控指令两个信号输出到下位机，所述测控指令为串行数字量，每个码字为一个脉冲序列周期，测控框信号为高电平时，测控指令为遥测采集命令，测控框信号为低电平时，测控指令为遥控指令，所述命令框信号为当服务单元管理器判断测控指令为本单元的遥测采集命令时，将命令框信号置0，当服务单元管理器判断测控指令为本单元的遥控指令时，将命令框信号置1；
遥测数据采集模块，用于管理器的十六路通道遥测数据实时采集，当单元指令判决模块判断输入的测控指令是本单元所要执行的遥测采集命令时，通过识别测控指令中的遥测采集模块号对输入的十六路模拟/数字信号进行选择，通过测控指令中的遥测采集状态字判断模拟/数字信号为数字量时，直接输出测量数据和测量数据使能信号到上位机，如果判断模拟/数字信号为模拟量时，通过模拟/数字信号转换后生成八位/十二位的串行数据作为测量数据，并生成测量数据使能信号到上位机。
2.如权利要求1所述的卫星服务单元管理器，其特征在于，所述脉冲序列为频率204.8千赫兹，占空比50％的方波信号。
3.如权利要求1所述的卫星服务单元管理器，其特征在于，所述测量数据为根据本单元测控指令中的模块号对模拟/数字信号进行16选1，经过信号处理作为测量数据输出。
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