CN108933972A - 具有高的连接性和输入/输出吞吐量的数字处理装置 - Google Patents

具有高的连接性和输入/输出吞吐量的数字处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108933972A
CN108933972A CN201810509433.8A CN201810509433A CN108933972A CN 108933972 A CN108933972 A CN 108933972A CN 201810509433 A CN201810509433 A CN 201810509433A CN 108933972 A CN108933972 A CN 108933972A
Authority
CN
China
Prior art keywords
processing unit
digital processing
module
island
digital
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810509433.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108933972B (zh
Inventor
H·加雄
N·韦内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thales SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales SA filed Critical Thales SA
Publication of CN108933972A publication Critical patent/CN108933972A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108933972B publication Critical patent/CN108933972B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14—Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/20—Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/42—Arrangements or adaptations of power supply systems
    • B64G1/428—Power distribution and management
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/66—Arrangements or adaptations of apparatus or instruments, not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4439—Auxiliary devices
    • G02B6/444—Systems or boxes with surplus lengths
    • G02B6/4452—Distribution frames
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4004—Coupling between buses
    • G06F13/4027—Coupling between buses using bus bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
    • H04B10/801—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
    • H04B7/18515—Transmission equipment in satellites or space-based relays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062—Network aspects
    • H04Q11/0071—Provisions for the electrical-optical layer interface
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20845—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for automotive electronic casings
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0024—Construction using space switching
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0052—Interconnection of switches

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及具有高的连接性和输入/输出吞吐量的数字处理装置，该数字处理装置包括：输入端口的第一组、输出端口的第二组以及至少四个基本初级模块的第三组。初级模块的第三组根据模块的至少两个子组件的划分而分离，所述子组件的至少两个形成包括至少两个模块的不同小岛。数字处理装置包括用于将模块的子组件互连的光链路的线束，该线束的互连长度与两个互连的小岛之间的互连走线兼容，使得能通过回避而避免一个或多个外部设备连接到数字处理装置，且光链路安装在空间平台上并插置于两个互连的小岛之间，或这使得能够将至少两个互连的小岛分布在空间平台的两个热交换区域中。所述两个热交换区域在平台尺寸的尺度上间隔很远。

Description

具有高的连接性和输入/输出吞吐量的数字处理装置
技术领域
本发明涉及具有高的连接性和输入/输出数据吞吐量的数字处理装置，其能够嵌入在空间平台上，尤其是卫星的空间平台上，并且表现出模块化结构。
本发明还涉及在空间平台内安装或布置所述数字处理装置的结构，其与数字处理装置的所需物理性能以及物理约束(尤其是机械、热和电磁兼容性约束)兼容，所述约束由空间平台和固定在所述空间平台上的预定数量的其他设备确定。
背景技术
具有高的连接性和输入/输出吞吐量的数字处理装置是数字计算机类型的全数字处理器或者包括如下的处理器，所述处理器包括在输入处的用于将模拟信号转换为数字信号的一个或更多个ADC(ADC为模数转换器的缩写)部件，和/或在输出处的用于将数字信号转换为模拟信号的一个或更多个DAC(DAC为数模转换器的缩写)部件，以及用于其余部件的全数字部件。
具体地，数字处理装置可以为数字透明处理器(DTP)，其一个功能是在连接性、信道化和频率规划方面提供灵活性。数字透明处理器DTP不限于特定的应用，并且当频率规划要求灵活性需求时，可以同样用于移动应用和电信应用。除了该处理器功能所允许的频率规划灵活性之外，处理器可以进行模块化设计，其中，根据与每个任务相关的连接性矩阵的大小实现灵活性。
许多文献中描述了蕴含其连接性矩阵的各种尺寸的数字处理器的多种模块化结构。这些结构中的一部分已被开发、测试以及针对空间应用进行资格认证。
例如，在以下文献中对这些结构进行了描述：
-第一个文献是由H.Gachon等人发表在2012年4月的第二届欧空局高级灵活电信负载研讨会(2nd ESA workshop on Advanced Flexible Telecom Payloads)会刊上的题为“Digital processor for telecommunication payload”的文献，
-第二个文献是由P.Tabacco等人发表在2012年的欧空局研讨会(ESA workshop)会刊中的题为“Development&testing of a proof-of-concept real-time demonstratorrepresenting a wideband Bent-Pipe on board Processor with beam forming”的文献，
-第三个文献是由N.MacManus等人发表在2016年3月21日至24日的第三届欧空局高级灵活电信负载研讨会(3rd ESA Workshop on Advanced Flexible TelecomPayloads)会刊上的题为“Digital Beam-forming applicable to C,Ku and Ka bands”的文献，以及
-第四个文献是由H.Gachon等人发表在第三届欧空局高级灵活电信负载研讨会会刊上的题为“Spaceflex Digital Transparent Processor For Advanced FlexiblePayloads”的文献。
所有这些结构都是基于一个或更多个单元通用模块或“基础砖”的定义以及多个单元模块的模块化组合的基础上构建的，这使得可能产生可能多达一百个输入的可变尺寸的连接性矩阵。该组合的单元模块以紧凑和局部的方式组合在一起。对于这种组合，已经开发出长度短的光链路，以解决与通过电缆的传统链路在传输吞吐量小和/或体积过大方面的限制相关的设备背板连接问题。
然而，面对在连接性矩阵的输入数量越来越大和/或每个输入处理的带宽越来越大(即更大的总容量)方面，连接性需求的增长，这转化为更大的吞吐量以在更远的距离上传输，设备的更大质量、体积以及散发的热功率，而当前的设备结构导致所述设备的机械安装、热安装和电磁兼容性相对于空间平台不兼容，并将其余设备集成到同一个平台上。
技术问题是增加数字处理装置的输入端口和输出端口的数量和/或吞吐量和/或输入/输出连接性，并且结合引起的装置的体积、质量和热耗散的增加，以增加所述处理装置在预定空间平台内的安装灵活性，以便使其与由所述空间平台以及由固定在同一平台上的其它设备的预定数量确定的物理约束(特别是机械、热和电磁兼容性约束)兼容。
第二个技术问题是使向装置提供的安装灵活性引起的质量的增加相对于空间平台最小。
发明内容
为此，本发明的一个主题是一种数字处理装置，其旨在嵌入到空间平台中，具有高输入/输出连接性，并且具有多模块的模块化结构，该多模块的模块化结构基于使用基本初级模块的一个或更多个通用类型、基于一个或更多个预定功能，并且基于预定尺寸的连接性矩阵。
数字处理装置包括：输入端口的第一组，输出端口的第二组以及至少四个基本初级模块的第三组。
所述数字处理装置的特征在于：
-初级模块的第三组根据模块的至少两个子组件的划分而分离，模块的每个子组件包括一个或更多个初级模块和不同的整体机械结构，一个初级模块或多个初级模块集成在该不同的整体机械结构中；
-将第三组划分的模块的至少两个子组件为分别限定了模块的不同小岛的至少两个模块的子组件；
-数字处理装置包括用于将模块的子组件彼此互连的光链路的线束，该线束的互连长度与两个互连的小岛之间的互连走线兼容，这使得能够通过回避而避免一个或更多个外部设备连接到数字处理装置，并且光链路安装在空间平台上并插置于两个互连的小岛之间，并且/或者这使得能够将至少两个互连的小岛分布在空间平台的两个热交换区域中，所述两个热交换区域在平台尺寸的尺度上间隔很远的距离。
根据具体实施方案，数字处理装置包括一个或更多个以下特征：
-模块的两个小岛之间的光线束的至少一个外部互连长度在1米和50米之间，优选地在1米和7米之间；
-初级模块的第三组根据模块的至少两个子组件的划分而分离，所述划分包含至少两个小岛，确定划分使得数字处理装置的质量和热功率分布在空间平台的至少两个热交换区域上，所述两个热交换区域在空间平台的尺寸的尺度上间隔很远的距离；
-初级模块的第三组根据仅包含小岛的划分而分离；
-每个输入端口和每个输出端口的吞吐量都高，并且在6Mb/s和100Mb/s之间，并且/或者输入端口的数量ne在8和200之间，输出端口的数量ns在8和200之间，并且/或者模块的数量在2和100之间，并且/或者小岛的数量在1和10之间；
-数字处理装置包括基本初级模块的至少两个通用类型，或者基本初级模块的单个通用类型；
-数字处理装置是包括在由数字计算机类型的全数字处理器形成的组件中的处理器，并且该处理器包括在输入处的用于将模拟信号转换为数字信号的一个或更多个ADC部件，并且/或者在输出处的用于将数字信号转换为模拟信号的一个或更多个DAC部件，以及用于其余部件的全数字部件；
-数字处理装置配置为数字透明处理器DTP，其一个功能是在连接性、信道化和频率规划方面提供了灵活性；
-用于互连小岛的外部光链路的线束由光纤形成，所述光纤通过约十个光链路的带状物分离或组合在一起。
本发明的一个主题是一种安装的空间平台，其包括如上文中限定的数字处理装置。
根据具体实施方案，安装的空间平台包括一个或更多个以下特征：
-所述空间平台包括第一热交换板和第二热交换板，所述第一热交换板和所述第二热交换板通过一个或更多个底板彼此分离，在该空间平台中，数字处理装置的小岛分布在第一热交换板和第二热交换板上，并且通过光互连线束分离，所述光互连线束的走线穿过至少一个底板的整个长度。
附图说明
通过阅读以下仅以示例的方式给出的对多个实施方案的描述并且参考附图，将更好地理解本发明，在附图中：
图1为在此通常执行卫星数字透明处理器的功能的数字处理装置的示例性模块结构的示意图；
图2是将图1的数字处理装置分成紧凑的相互远离的模块小岛的物理图，小岛通过外部光链路的线束连接在一起；
图3为图1以及分成小岛的图2的处理装置的安装以及将小岛连接在一起的外部光链路的线束的走线的示意图。
具体实施方式
本发明所提出的第一构思是将数字处理装置的质量和散发的热功率分布在空间平台的多个支撑件和热调节区域上，将数字处理装置相互间隔可能很大的距离，同时保证符合连接性和吞吐量要求。这种质量和热功率的分布是通过将最初的传统数字处理装置(其物理地集中在同一个空间区域并集成为同一个机械模块)及其相关功能分成具有各自的功能子组件的多个小岛装置而实现的，不限制小岛的数量，也不限制小岛的间隔距离，也不限制小岛在空间平台上的定位，每个小岛装置被集成为不同的机械模块。
本发明所提出的第二构思是将各个小岛之间的电连接线束替换为外部光学线束。
因此，在空间平台上安装数字处理装置的约束通过将在空间平台的多个区域上执行的一个功能或多个功能进行分散而解决，从而使其质量和耗散不集中，这样做没有关于各个模块之间的距离的任何约束，也没有关于模块的数量的任何约束。
因此，根据本发明的数字处理装置的结构使得可以通过可以执行数字处理装置的功能来消除在空间平台上的安装障碍，从单个整体的集成机械组件的意义上来说，该数字处理装置不再作为单个设备，而是作为多个机械小岛模块，对于小岛模块的数量或者对于这些小岛模块之间的间隔距离没有限制，并且对性能没有影响，也就是说，没有改变数字处理装置的RF性能，并且没有对平台或者空间平台上其他负载的设备的尺寸进行过多估计。
因此，使用外部光链路使得能够将机械整体的数字处理装置分成多个整体的或者小岛模块的子组件，并且能够将所述小岛模块通过为此目的设置的外部互连数字卡的接口互连。这些外部光链路可以利用已经执行的开发，以从在同一个机械组件中执行的功能的意义上来说实现到设备的内部连接设置，这些开发在N.Venet等人的题为“High-Throughput Optical Inter-Board Interconnects for Next-Generation On-boardDigital Transparent Processors”的文章中进行了描述，该文章发表于2014年10月7日至10日，西班牙的特内里费岛、加那利群岛的ISCO(国际空间光学会议)2014会刊中。
其他优势是大幅度减少了线束的质量和体积，以及改善了EMC性能。
参照图1以及根据本发明的数字处理装置的示例性实施方案，数字处理装置2包括：输入端口41、42、......、4ne的第一组4，输出端口61、62、……6ns的第二组6，以及至少四个基本初级模块的第三组8。
数字处理装置2配置为嵌入在空间平台上，在此为卫星平台，在图1中未示出。
数字处理装置2根据与其相关联的连接性矩阵的大小表现出较高的输入/输出连接性。
数字处理装置2基于使用多个通用类型的基本初级模块、多个预定的功能以及预定大小的连接性矩阵而包括多模块的模块化结构，为了简单起见，在此是两种通用类型10和12。
在此，数字处理装置2具体地以数字透明处理器DTP的方式，其功能是在连接性、信道化和频率规划方面提供灵活性。
在此以简化的方式，数字处理装置2包括相同基本初级模块141、142、…、14k的第一通用类型10，k为大于或等于3的整数，每个基本初级模块都在输入处具有用于将模拟信号转换为数字信号的多个ADC部件，并且在输出处具有用于将数字信号转换为模拟信号的多个DAC部件，所述ADC部件和所述DAC部件并联设置并且分别连接至输入端口41、42、…、4ne以及输出端口61、62、…、6ns，并且每个基本初级模块都具有一个或更多个数字部件18以用于其余部件。基本初级模块141、142、…、14k在此为用于管理RF输入/输出以及它们的模数转换或数模转器的模块。
在此以简化的方式，数字处理装置2包括相同基本初级模块161、162、…、16l、181、182、183、…、18m、201、202、…、20n的第二通用类型12，其中，l、m和n每一个都为大于或等于3的整数，每个基本初级模块都具有数字部件。在此，相同的基本初级模块161、162、…、16l、181、182、183、…、18m、201、202、…、20n为切换模块和路由模块。
在此，初级模块的第三组8分为四个子组件32、34、36、38。
第一子组件32包括第一类型10的k个初级模块141、142、…、14k，它们组合在一起并且集成到第一整体机械结构42中。
第二子组件34包括第二类型12的l个初级模块161、162、…、16l、它们组合在一起并且集成到第二整体机械结构44中。
第三子组件36包括第二类型12的m个初级模块181、182、183、…、18m，它们组合在一起并且集成到第三整体机械结构46中。
第四子组件38包括第二类型12的n个初级模块201、202、…、20n，它们组合在一起并且集成到第四整体机械结构48中。
模块的小岛定义为集成到同一整体机械结构中的至少两个模块的子组件，在此，四个子组件32、34、36、38形成四个小岛。
数字处理装置2包括光链路54、56、58、62、64、66的线束52，以用于模块的子组件32、34、36、38彼此外部互连。
外部光链路的互连长度与任何两个互连的小岛之间的互连走线兼容。外部光链路通过回避而能够避免一个或更多个外部设备连接到数字处理装置，并且外部光链路安装在空间平台上并插置于两个互连的小岛之间，或者能够将至少两个互连的小岛分布在空间平台的两个热交换区域中，所述两个热交换区域在平台尺寸的尺度上间隔很远的距离。
模块的两个小岛之间的光线束52的至少一个外部互连长度在1米和50米之间，优选地在1米和7米之间，典型地为4米。
在此，假设数字处理装置2必须耗散大于2kW且小于3kW的热功率。
数字处理装置2分为四个子组件32、34、36、38，所述四个子组件形成小岛并且分别分布在空间平台的第一区域、第二区域、第三区域以及第四区域上。
四个子组件32、34、36、38配置为分别耗散小于700W的热功率，700W典型地被认为是在空间平台的每个区域上不超过的热功率阈值，从而确保平台的热管理的有效操作。
四个子组件32、34、36、38之间的连接设置表现出多于2200的数量的链路将通过空间平台路由。
两个子组件的常规安装间隔几分米，并通过200个电链路的线束互连，导致该线束的质量约64kg，在路由2200个链路的情况下使用电线束后果是严重的。此外，使用电线束将链路的长度限制为1.5米，并且既不能确保符合数字处理装置的性能要求，也不能确保符合通过其它设备路由负载的约束。
以有利的方式，利用光线束进行安装对于在常规情况下考虑的相等长度并且相等数据吞吐量的200个电链路而言，净质量减小到仅5kg，而不限制链路的长度，该长度可能会轻易超过三米，并且可以提供最大可能的安装灵活性。
此外，光纤可以通过约10个链路的带状物组合在一起，约10个链路的带状物在体积方面等同于单个链路的电缆。这相应地简化了路由的复杂度并消除了处理能力的障碍，而对路由的链路的数量没有影响：对于相等的体积，处理能力相对于目前的处理能力乘以20。
外部光链路能够确保数米的链路具有非常小的损耗，而电链路恰好在长度和和传输的吞吐量方面受到限制。而且，光链路与目前可用的电缆相比，每延米的质量小二十倍(在Gb/s的情况下)。此外，使用外部光链路关于电磁兼容性EMC约束不相关。
一般而言，根据本发明的数字处理装置旨在嵌入空间平台中，并且具有高输入/输出连接性，其包括模块结构，该模块结构基于使用基本初级模块的一个或更多个通用类型、一个或更多个预定功能以及预定大小的连接性矩阵。
该数字处理装置包括输入端口的第一组、输出端口的第二组以及至少四个基本初级模块的第三组。
初级模块的第三组分为模块的至少两个子组件。模块的每个子组件包括一个或更多个初级模块以及不同的整体机械结构，在该整体机械结构中集成了所述初级模块。
将第三组划分的模块的至少两个子组件为分别限定了模块的不同小岛的至少两个模块的子组件。
根据本发明的数字处理装置包括外部光链路的线束，以用于将模块的子组件彼此互连。
外部光链路的互连长度与互连的小岛之间的互连走线兼容，这使得通过回避而能够避免一个或更多个外部设备连接到数字处理装置，并且外部光链路安装在空间平台上并插置于两个互连的小岛之间，或者能够将至少两个互连的小岛分布在空间平台的两个热交换区域中，所述两个热交换区域在平台尺寸的尺度上间隔很远的距离。
以特定的方式，初级模块的第三组根据包含至少两个小岛的模块的至少两个子组件的划分而分离。确定划分使得处理装置的质量和热功率分布在空间平台的至少两个热交换区域上，所述两个热交换区域在空间平台尺寸的尺度上间隔很远的距离。
作为变体，初级模块的第三组划分为仅包含小岛的划分。
每个输入端口和每个输出端口的吞吐量都高，并且在6Mb/s和100Mb/s之间。
输入端口的数量在8和200之间，输出端口的数量在8和200之间。
模块的数量在2和100之间，和/或小岛的数量在1和10之间。
以特定的方式，数字处理装置包括基本初级模块的至少两个通用类型，或者基本初级模块的单个通用类型。
一般来说，数字处理装置是包括在由数字计算机类型的全数字处理器形成的组件中的处理器，并且该处理器包括：在输入处的用于将模拟信号转换为数字信号的一个或更多个ADC部件，和/或在输出处的用于将数字信号转换为模拟信号的一个或更多个DAC部件，以及用于其余部件的全数字部件。
参考图2，详细示出了分别与图中的数字处理装置2的第一模块化子组件32、第二模块化子组件34、第三模块化子组件36、第四模块化子组件38相关的第一整体机械结构42、第二整体机械结构44、第三整体机械结构46、第四整体机械结构48的示例。
整体机械结构42、44、46、48的每一个都包括金属壳体，所述金属壳体以并排地螺接在一起的单个部分的形式来掩蔽相应的模块。
例如，第一子组件32的第一类型10的k个初级模块141、142、…、14k分别集成到形成k个密封部分的金属壳体1141、1142、…、114k中。金属壳体1141、1142、…、114k例如通过螺接并排地对齐并且固定在一起，以形成第一整体机械结构42。
例如，第二子组件34的第二类型12的l个初级模块161、162、…、16k分别集成到形成l个密封部分的金属壳体1161、1162、…、116l中。金属壳体1161、1162、…、116l例如通过螺接并排地对齐并且固定在一起，以形成第二整体机械结构44。
第三整体机械结构46和第四整体机械结构48以与第二整体结构44类似的方式制造和布置，仅仅是整数m、n不同于整数l。
参考图3，安装的空间平台202包括如上文所述的数字处理装置2以及负载设备的组件(在图3中未示出)。
安装的空间平台202包括第一热交换板204和第二热交换板206，所述第一热交换板204和所述第二热交换板206通过一个或更多个底板212、214相互分离。
安装的空间平台202在此还包括中间板216，其在图3中形成了竖直定向的加固板，并且插置在第一热交换板204和第二热交换板206之间。
安装的空间平台202在此还包括第一热交换板204和第二热交换板206的端部连接板218，其在图3的上部示出。
数字处理装置的小岛，即第一模块化子组件32、第二模块化子组件34、第三模块化子组件36、第四模块化子组件38分布在第一热交换板204和第二热交换板206上，并且由光互连线束52分离，该光互连线束52的走线在此穿过底板的整个长度，该底板在此为第一底板212。
作为变体，该走线穿过多个底板。
这里，第一整体机械结构42和第二整体机械结构44分别在第一“卫星区域”222和第二“卫星区域”224中设置在第一热交换板204的内表面上。第三整体机械结构46和第四整体机械结构48分别在第三“卫星区域”226和第四“卫星区域”228中设置在第二热交换板206的内表面上。
在这种构造中，将第一模块化子组件32与第三模块化子组件36、第四模块化子组件38分离的线束52的链路的长度超过4米。除了由模块化子组件的位置产生的几何距离之外，还可以将线束约束在路线中以跟随预定的或实际上标准化的孔，该孔穿过底板和/或形成加固壁的板。
因此，可以以这样的方式来布置数字处理装置的各种整体机械结构，该布局与平台的安装和热耗散约束兼容。
因此，制造和独立测试可以分别在各个小岛上执行。从而，能够对数字处理装置的完整功能进行测试。
各个模块化小岛独立安装在卫星的多个板上，然后通过光链路进行连接，就好像卫星板蕴含了负载的各种设备一样。

Claims (11)

1.一种数字处理装置，其旨在嵌入到空间平台中，具有高的输入/输出连接性，并且具有多模块的模块化结构，该多模块的模块化结构基于使用基本初级模块的一个或更多个通用类型(10,12)、基于一个或更多个预定功能，并且基于预定尺寸的连接性矩阵，所述数字处理装置包括：
-输入端口(41,42,…,4ne)的第一组(4)，
-输出端口(61,62,…,6ns)的第二组(6)，以及
-至少四个基本初级模块(141,142…,14k；161,162,…16l；181,182,183,…,18m；201,202,…,20n)的第三组(8)，
其特征在于，
初级模块的第三组(8)根据模块(141,142…,14k；161,162,…16l；181,182,183,…,18m；201,202,…,20n)的至少两个子组件(32；34；36；38)的划分而分离，模块的每个子组件(32；34；36；38)包括一个或更多个初级模块(141,142…,14k；161,162,…16l；181,182,183,…,18m；201,202,…,20n)和不同的整体机械结构(42,44,46,48)，一个初级模块或多个初级模块(141,142…,14k；161,162,…16l；181,182,183,…,18m；201,202,…,20n)集成在不同的整体机械结构中；
将第三组(8)划分的模块的至少两个子组件(32,34,36,38)为分别限定了模块的不同小岛的至少两个模块的子组件；
数字处理装置包括用于将模块的子组件(32,34,36,38)彼此互连的光链路(54,56,58,62,64,66)的线束(52)，该线束(52)的互连长度与两个互连的小岛(32,34,36,38)之间的互连走线兼容，这使得能够通过回避而避免一个或更多个外部设备连接到数字处理装置，并且光链路安装在空间平台上并插置于两个互连的小岛之间，并且/或者能够将至少两个互连的小岛分布在空间平台的两个热交换区域中，所述两个热交换区域在平台尺寸的尺度上间隔很远的距离。
2.根据权利要求1所述的数字处理装置，其中
模块的两个小岛之间的光线束(52)的至少一个外部互连长度在1米和50米之间，优选地在1米和7米之间。
3.根据权利要求1和2中的任一项所述的数字处理装置，其中
初级模块的第三组(8)根据模块的至少两个子组件(32,34,36,38)的划分而分离，划分包含至少两个小岛(32,34,36,38)，
确定划分使得数字处理装置的质量和热功率分布在空间平台(202)的至少两个热交换区域(222,224,226,228)上，所述两个热交换区域在空间平台(202)的尺寸的尺度上间隔很远的距离。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的数字处理装置，其中
初级模块的第三组(8)根据仅包含小岛(32,34,36,38)的划分而分离。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的数字处理装置，其中
每个输入端口和每个输出端口的吞吐量都高，并且在6Mb/s和100Mb/s之间，并且/或者
输入端口的数量ne在8和200之间，并且
输出端口的数量ns在8和200之间，并且/或者
模块的数量在2和100之间，并且/或者
小岛的数量在1和10之间。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的数字处理装置，其包括
基本初级模块的至少两个通用类型(10,12)，或者
基本初级模块的单个通用类型。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的数字处理装置，其为包括在由以下部件形成的组件中的处理器：
-数字计算机类型的全数字处理器，以及
-在输入处包括用于将模拟信号转换为数字信号的一个或更多个ADC部件，并且/或者在输出处包括用于将数字信号转换为模拟信号的一个或更多个DAC部件，以及用于其余部件的全数字部件的处理器。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的数字处理装置，其配置为数字透明处理器(2)，该数字透明处理器的功能是在连接性、信道化和频率规划方面提供了灵活性。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的数字处理装置，其中
用于互连小岛的外部光链路的线束(52)由光纤形成，所述光纤通过约十个光链路的带状物分离或组合在一起。
10.一种安装的空间平台，其包括根据权利要求1至9中的任一项限定的数字处理装置。
11.根据权利要求10所述的安装的空间平台，其包括
第一热交换板(204)和第二热交换板(206)，所述第一热交换板(204)和所述第二热交换板(206)通过一个或更多个底板(212,214)彼此分离，在该平台中
数字处理装置(2)的小岛(32,34,36,38)分布在第一热交换板(204)和第二热交换板(206)上，并且通过光互连线束(52)分离，所述光互连线束(52)的走线穿过至少一个底板(212)的整个长度。
CN201810509433.8A 2017-05-24 2018-05-24 具有高的连接性和输入/输出吞吐量的数字处理装置 Active CN108933972B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1700550A FR3066843B1 (fr) 2017-05-24 2017-05-24 Dispositif de traitement numerique a connectivite et debit entrant/sortant eleve embarque a bord d'une plateforme spatiale et eclate en ilots de traitement modulaires mutuellement interconnectes et distants a l'echelle de la plateforme
FR1700550 2017-05-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108933972A true CN108933972A (zh) 2018-12-04
CN108933972B CN108933972B (zh) 2021-12-10

Family

ID=60138408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810509433.8A Active CN108933972B (zh) 2017-05-24 2018-05-24 具有高的连接性和输入/输出吞吐量的数字处理装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10664423B2 (zh)
EP (1) EP3406530A1 (zh)
CN (1) CN108933972B (zh)
CA (1) CA3005789A1 (zh)
FR (1) FR3066843B1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10885236B2 (en) * 2018-01-09 2021-01-05 Autodesk, Inc. Constraint-oriented programming approach to mechanical assembly design

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101261609A (zh) * 2007-03-08 2008-09-10 株式会社瑞萨科技 数据处理器及控制系统
CN101965575A (zh) * 2008-03-13 2011-02-02 佳能株式会社 数据处理装置
CN102067478A (zh) * 2008-04-18 2011-05-18 阿斯特里姆有限公司 通信卫星有效载荷的模块化数字处理系统
US20110317620A1 (en) * 2009-12-18 2011-12-29 Thales Multi-Spot Transmission and Reception System on Board a Satellite and Satellite Comprising Such a System
CN104427366A (zh) * 2013-09-06 2015-03-18 冉骏 数字处理电视嵌入式平台
WO2016034883A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-10 Airbus Defence And Space Limited Scalable architecture for digital signal processing

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5950965A (en) * 1997-07-17 1999-09-14 Lockheed Martin Corporation Split shell spacecraft
US6220548B1 (en) * 1998-09-14 2001-04-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Deployed equipment modules for satellite architecture improvement
US7184272B1 (en) * 2002-04-05 2007-02-27 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Modular RF terminal having integrated bus structure
FR2845351B1 (fr) * 2002-10-03 2005-07-22 Cit Alcatel Architecture modulaire pour le controle thermique d'un vehicule spatial
US20080289801A1 (en) * 2007-05-02 2008-11-27 Batty J Clair Modular Thermal Management System for Spacecraft
US8995456B2 (en) * 2009-04-08 2015-03-31 Empire Technology Development Llc Space-space-memory (SSM) Clos-network packet switch

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101261609A (zh) * 2007-03-08 2008-09-10 株式会社瑞萨科技 数据处理器及控制系统
CN101965575A (zh) * 2008-03-13 2011-02-02 佳能株式会社 数据处理装置
CN102067478A (zh) * 2008-04-18 2011-05-18 阿斯特里姆有限公司 通信卫星有效载荷的模块化数字处理系统
US20110317620A1 (en) * 2009-12-18 2011-12-29 Thales Multi-Spot Transmission and Reception System on Board a Satellite and Satellite Comprising Such a System
CN104427366A (zh) * 2013-09-06 2015-03-18 冉骏 数字处理电视嵌入式平台
WO2016034883A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-10 Airbus Defence And Space Limited Scalable architecture for digital signal processing

Also Published As

Publication number Publication date
US10664423B2 (en) 2020-05-26
EP3406530A1 (fr) 2018-11-28
CN108933972B (zh) 2021-12-10
CA3005789A1 (en) 2018-11-24
FR3066843B1 (fr) 2020-06-19
FR3066843A1 (fr) 2018-11-30
US20180341604A1 (en) 2018-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2666533B2 (ja) スイツチモジユール
Butler et al. General reconfiguration methodology for AC radial shipboard power systems
CN105027504B (zh) 用于数据中心的可编程物理网络拓扑
CN104244118A (zh) 基于阵列波导光栅的模块化互连网络、构建方法及运用
US20230134543A1 (en) Optical fiber cable and raceway therefor
CN109716685A (zh) 光收发机和控制光信道的光功率的方法
CN107567622A (zh) 光子电路设计系统
CN108933972A (zh) 具有高的连接性和输入/输出吞吐量的数字处理装置
Perelomov et al. Efficiency enhancement of tethered high altitude communication platforms based on their hardware-software unification
CN106416110A (zh) 用于光网络的可扩展硅光子交换架构
US20160365941A1 (en) Low Latency Fiber Optic Local Area Network
CN101521613B (zh) 一种光纤通信网络结构的设计方法及其可扩展的网络结构
Venet et al. High-throughput optical inter-board interconnects for next-generation on-board digital transparent processors
Vono et al. Towards telecommunication payloads with photonic technologies
CN104683192B (zh) 数据网络和飞机或航天器及方法
CN109889554A (zh) 一种多总线协议动态转换方法及装置
CN107682573A (zh) 高并发外呼方法、系统、设备及存储介质
JP2019047160A (ja) Ｍｐｐ網、ｍｐｐ網の構築方法、ｍｐｐ網の設計装置及びｍｐｐ網の設計方法
US9503192B2 (en) Data network, aircraft or spacecraft, and method
Lin New upper bound for a rearrangeable non‐blocking WSW architecture
Csernai et al. Towards 48-fold cabling complexity reduction in large flattened butterfly networks
CN111869173B (zh) 共同封装的多平面网络
CN112415684A (zh) 一种无源光纤交叉配线装置
CN207083238U (zh) 智能运动型无线通信射台
US10484763B1 (en) Optical inter-switch link cluster

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant