CN112165433A - 基于vpx接口的tte路由器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于VPX接口的TTE路由器，包括：CPU系统(1)，与CPU系统(1)连接的TTE路由控制器系统(2)，与CPU系统(1)和TTE路由控制器系统(2)连接的第一接口驱动(3)；与CPU系统(1)和TTE路由控制器系统(2)连接的第二接口驱动(4)；与第一接口驱动(3)连接的对外接口(7)；与第二接口驱动(4)连接的VPX接口(6)；以及与VPX接口(6)连接的板载电源(5)。本发明实现一个具有耐辐照能力的星间TTE网络路由器，提供TTE接口，每个TTE接口都支持标准以太网、AFDX以及TTE三种网络接口，可广泛应用于低、中、高轨道的卫星系统中，实现星间数据高速交互的功能。
Description
技术领域
本发明涉及TTE总线技术、TTE路由控制技术、VPX接口技术、星间路由技术领域，具体涉及基于VPX接口的TTE路由器。
背景技术
TTE：Time Trigger Ethernet，又称时间触发网络，是国际上最新的一项基于以太网的新型总线技术，它具备最高等级的安全性、可靠性及确定性网络。该总线技术兼容了时间触发协议和以太网技术的优势，能够在同一个网络平台上兼容普通网络数据流、AFDX数据流和TTE网络数据流，具备更高的安全性和强有力的容错机制。
TTE支持10M/100M/1000Mbps数据传输率，支持三冗余架构，具备更高的安全性和全面的容错机制，实现了高等级的安全性、可靠性及确定性，是目前宇航总线的主流技术，我国正在将该项技术应用在各类星载电子系统中，并提出了采用TTE网络实现星间路由功能，实现高性能、高带宽的星间数据交互。针对上述需求，本发明提供一种基于VPX接口的TTE路由器。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种基于VPX接口的TTE路由器，能够实现高性能、高带宽的星间数据交互。
根据本发明的实施例的基于VPX接口的TTE路由器，包括：CPU系统(1)，与所述CPU系统(1)连接的TTE路由控制器系统(2)，与所述CPU系统(1)和TTE路由控制器系统(2)连接的第一接口驱动(3)；与所述CPU系统(1)和TTE路由控制器系统(2)连接的第二接口驱动(4)；与所述第一接口驱动(3)连接的对外接口(7)；与所述第二接口驱动(4)连接的VPX接口(6)；以及与所述VPX接口(6)连接的板载电源(5)。
根据本发明实施例的基于VPX接口的TTE路由器，至少具有如下有益效果：
本发明实施例通过使用VPX接口实现高性能、高带宽的星间数据交互。
根据本发明的一些实施例，所述CPU系统(1)包括程序存储器(102)、数据存储器(103)、时钟电路(104)、调试仿真接口(105)、复位电路(106)以及与所述程序存储器(102)、数据存储器(103)、时钟电路(104)、调试仿真接口(105)和复位电路(106)连接的CPU(101)。
根据本发明的一些实施例，所述TTE路由控制器系统(2)包括外括存储器(202)、调试仿真接口(203)、配置接口(204)、时钟电路(205)以及与所述外括存储器(202)、调试仿真接口(203)、配置接口(204)和时钟电路(205)连接的TTE路由控制器芯片。TTE路由控制器系统(2)基于具有耐辐照能力的TTE路由芯片TT6802-1-SW进行设计，通过配置接口(204)以及CPU系统(1)进行相关配置后，即可正常工作，实现6路10/100/1000MbpsTTE接口信号以及12个10/100MbpsTTE接口数据的高速交换调度。
根据本发明的一些实施例，所述第一接口驱动(3)包括有PHY+变压器模块(301)和RS422收发驱动(302)，所述第二接口驱动(4)包括有PHY+变压器模块(401)和RS422收发驱动(402)，所述PHY+变压器模块(301)和PHY+变压器模块(401)都是由PHY和变压器电路组成。所述第一接口驱动(3)和第二接口驱动(4)都设计有RS422接口驱动电路以及支持1000Mbps通讯带宽的TTE接口驱动电路，实现所有接口的低速、高速信号的收发驱动功能。
根据本发明的一些实施例，所述板载电源(5)包括5V转3.3VDC-DC电源(501)、5V转2.5VDC-DC电源(502)和5V转1.2VDC-DC电源(503)。板载电源(5)设计有多个DC-DC电源电路，将外部输入的+5V电源转换为+3.3V、+2.5V、+1.2V电源，为基于VPX接口的TTE路由器模块提供各种电源。
根据本发明的一些实施例，所述VPX接口(6)包括P0(603)、P1(602)、P2(601)三个标准VPX连接器。
根据本发明的一些实施例，所述对外接口(7)包括多个网络接口(7000)和一个COM接口(6016)。
根据本发明的一些实施例，所述CPU选用SPARC V8或其它架构具备耐辐照能力的嵌入式处理器芯片。
根据本发明的一些实施例，所述CPU选用SPARC V8或其它架构具备耐辐照能力的嵌入式处理器芯片。
根据本发明的一些实施例，所述路由器包括16个TTE数据交互接口，所述16个TTE数据交互接口包括4个VPX接口信号，14个对外接口信号，每个所述TTE数据交互接口都支持标准以太网、AFDX以及TTE三种网络接口。
根据本发明的一些实施例，所述路由器全部器件均采用具有耐辐照能力的器件。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例所述的基于VPX接口的TTE路由器的系统框图。
图2为本发明实施例所述的CPU系统的系统框图。
图3为本发明实施例所述的TTE路由控制器系统的系统框图。
图4为本发明实施例所述的第一接口驱动和第二接口驱动的系统框图。
图5为本发明实施例所述的板载电源的系统框图。
图6为本发明实施例所述的VPX接口的系统框图。
图7为本发明实施例所述的对外接口的系统框图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。本文所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。
参照图1，图1是本发明实施例的基于VPX接口的TTE路由器的系统框图，如图1所示，本实施例包括：基于VPX接口的TTE路由器100，基于VPX接口的TTE路由器100中包括CPU系统1、TTE路由控制器系统2、第一接口驱动3、第二接口驱动4、板载电源5、VPX接口6以及对外接口7。
参照图2，图2是本发明实施例的CPU系统的系统框图。如图2所示，CPU系统1围绕CPU设计外围电路，搭建CPU系统，实现TTE路由器的控制相关功能。CPU系统1包括CPU101、程序存储器102、数据存储器103、时钟电路104、调试仿真接口105和复位电路106。在一些实施例中，CPU系统1是基于SPARC V8或其他架构具备耐辐照能力的嵌入式处理器芯片进行设计，实现TTE路由器的控制功能。
参照图3，图3是本发明实施例的TTE路由控制器系统的系统框图。如图3所示，TTE路由控制器系统2包括TTE路由控制器芯片201、外括存储器202、调试仿真接口203、配置接口204和时钟电路205。在一些实施例中，TTE路由控制器系统基于具有耐辐照能力的TTE路由芯片TT6802-1-SW进行设计，通过配置接口以及CPU系统1进行相关配置后，即可正常工作，实现6路10/100/1000MbpsTTE接口信号以及12个10/100MbpsTTE接口数据的高速交换调度。
参照图4，图4是本发明实施例的第一接口驱动和第二接口驱动的系统框图。如图4所示，第一接口驱动3包括TTE接口驱动和RS422接口驱动302，其中TTE接口驱动主要为PHY+变压器301。同样的，第二接口驱动4包括TTE接口驱动和RS422接口驱动402，其中TTE接口驱动主要为PHY+变压器401。其中第一接口驱动3的PHY+变压器301和第二接口驱动4的PHY变压器401，由PHY和变压器电路组成，PHY选用支持1000Mbps通讯带宽的以太网PHY芯片88E1512，变压器选用网络变压器HX5008NL。第一接口驱动3的RS422接口驱动302和第二接口驱动4的RS422接口驱动402都选用RS422接口芯片MAX3078。本实施例中，第一接口驱动3和第二接口驱动4都设计有RS422接口驱动电路以及支持1000Mbps通讯带宽的TTE接口驱动电路，实现所有接口的低速、高速信号的收发驱动功能。
参照图5，图5是本发明实施例的板载电源的系统框图。如图5所示，板载电源5包括5V-->3.3VDC-DC电源501、5V-->2.5VDC-DC电源502、5V-->1.2VDC-DC电源503。本实施例中，板载电源5设计有多个DC-DC电源电路，将外部输入的+5V电源转换为+3.3V、+2.5V、+1.2V电源，为基于VPX接口的TTE路由器模块提供各种电源。
参照图6，图6是本发明实施例的VPX接口的系统框图。如图6所示，VPX接口6包括P0VPX连接器603、P1 VPX连接器602、P2 VPX连接器601三个标准VPX连接器。本实施例中，VPX接口6依据6U尺寸VPX模块标准设计，提供P0、P1、P2三个标准VPX连接器，连接器信号定义可以灵活定义。
参照图7，图7是本发明实施例的对外接口的系统框图。如图7所示，对外接口7为基于VPX接口的TTE路由器提供对外的TTE交互接口调试仿真、配置接口。对外接口7，主要为14个TTE接口以及调试仿真、配置接口，其中14个TTE接口采用RJ45接口，调试仿真、配置接口则统一连接到COM接口上，采用DB15连接器。
本发明实施例实现一个具有耐辐照能力、可直接安装到6U尺寸VPX机箱的星间TTE网络路由器，提供6路10/100/1000Mbps以及12路10/100MbpsTTE接口，每个TTE接口都支持标准以太网、AFDX以及TTE三种网络接口，可广泛应用于低、中、高轨道的卫星系统中，实现星间数据高速交互的功能。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，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，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。
Claims (10)
1.一种基于VPX接口的TTE路由器，其特征在于，包括：
CPU系统(1)，
与所述CPU系统(1)连接的TTE路由控制器系统(2)，
与所述CPU系统(1)和TTE路由控制器系统(2)连接的第一接口驱动(3)；
与所述CPU系统(1)和TTE路由控制器系统(2)连接的第二接口驱动(4)；
与所述第一接口驱动(3)连接的对外接口(7)；
与所述第二接口驱动(4)连接的VPX接口(6)；以及
与所述VPX接口(6)连接的板载电源(5)。
2.根据权利要求1所述的基于VPX接口的TTE路由器，其特征在于，所述CPU系统(1)包括程序存储器(102)、数据存储器(103)、时钟电路(104)、调试仿真接口(105)、复位电路(106)以及
与所述程序存储器(102)、数据存储器(103)、时钟电路(104)、调试仿真接口(105)和复位电路(106)连接的CPU(101)。
3.根据权利要求1所述的基于VPX接口的TTE路由器，其特征在于，所述TTE路由控制器系统(2)包括外括存储器(202)、调试仿真接口(203)、配置接口(204)、时钟电路(205)以及
与所述外括存储器(202)、调试仿真接口(203)、配置接口(204)和时钟电路(205)连接的TTE路由控制器芯片。
4.根据权利要求1所述的基于VPX接口的TTE路由器，其特征在于，所述第一接口驱动(3)包括有PHY+变压器模块(301)和RS422收发驱动(302)，所述第二接口驱动(4)包括有PHY+变压器模块(401)和RS422收发驱动(402)，所述PHY+变压器模块(301)和PHY+变压器模块(401)都是由PHY和变压器电路组成。
5.根据权利要求1所述的基于VPX接口的TTE路由器，其特征在于，所述板载电源(5)包括5V转3.3VDC-DC电源(501)、5V转2.5VDC-DC电源(502)和5V转1.2VDC-DC电源(503)。
6.根据权利要求1所述的基于VPX接口的TTE路由器，其特征在于，所述VPX接口(6)包括P0(603)、P1(602)、P2(601)三个标准VPX连接器。
7.根据权利要求1所述的基于VPX接口的TTE路由器，其特征在于，所述对外接口(7)包括多个网络接口(7000)和一个COM接口(6016)。
8.根据权利要求1所述的基于VPX接口的TTE路由器，其特征在于，所述CPU选用SPARCV8或其它架构具备耐辐照能力的嵌入式处理器芯片。
9.根据权利要求1所述的基于VPX接口的TTE路由器，其特征在于，所述路由器包括16个TTE数据交互接口，所述16个TTE数据交互接口包括4个VPX接口信号，14个对外接口信号，每个所述TTE数据交互接口都支持标准以太网、AFDX以及TTE三种网络接口。
10.根据权利要求1所述的基于VPX接口的TTE路由器，其特征在于，所述路由器全部器件均采用具有耐辐照能力的器件。
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