CN113447891A - 一种星载雷达交换接口模块 - Google Patents

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CN113447891A CN202110696662.7A CN202110696662A CN113447891A CN 113447891 A CN113447891 A CN 113447891A CN 202110696662 A CN202110696662 A CN 202110696662A CN 113447891 A CN113447891 A CN 113447891A
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王洪剑
郑志彬
雷志勇
魏耀
吴刚
曹靖
林幼权
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种星载雷达交换接口模块，采用外接电源通过VPX总线连接5V电源接口芯片向模块供电，抗辐照器件读取PROM的数据自我配置，读取FLASH的两份以上数据配置FPGA器件，定时刷新FPGA器件的配置，监控FPGA器件的状态，读取FPGA器件的BIT信息，通过CAN接口芯片或RS485接口芯片传输至VPX总线，外部数据经VPX总线传输至FPGA器件解析，识别并传输至下个处理节点，实现数据的高速传输，采用三模冗余、动态刷新技术加固抗辐照，适应空间环境，降低FPGA逻辑、FLASH翻转的影响；采用数据传输链路、控制指令，实现软件上注，地面软件对星载雷达交换接口模块软件在线更新。

Description

一种星载雷达交换接口模块
技术领域
本发明属于雷达信号处理技术领域，具体涉及一种总线接口技术。
背景技术
为了适应复杂空间环境，满足在轨实时处理的需求，星载雷达实时处理系统需要具备可靠性高、高性能、功耗低等特点，尤其是数据传输交换的中枢——交换接口模块，其高效正常工作，是星载雷达实时处理系统正常运行的重要保障。
目前，交换接口模块主要针对机载、地面等雷达设计，其工作环境较好，出现故障易维修更换。
现有技术中，没有针对星载雷达实时处理系统在轨运行设计的适应复杂空间环境的交换接口模块，由于在轨运行的不可维修性，无法实现模块原位更换，设计时，需要考虑冗余备份，提高系统可靠性。
发明内容
本发明为了解决现有技术存在的问题，提出了一种星载雷达交换接口模块，基于VPX总线、采用三模冗余、动态刷新、软件上注等技术，解决交换接口模块的空间环境适应、软件在线更新等问题，采用双冗余冷备份，提高数据高速传输、交换的可靠性，为星载雷达在轨实时处理系统研制奠定基础，为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。
模块采用VPX总线协议布局接口对接外部器件，采用FPGA器件连接VPX总线传输高速数据，采用抗辐照器件配置、刷新、监控FPGA器件，采用CAN接口芯片、RS485接口芯片连接抗辐照器件和VPX总线，采用PROM存储抗辐照器件的配置数据，采用FLASH存储FPGA器件的配置数据，采用5V电源接口芯片和PCB板装载模块。
外接电源通过VPX总线连接5V电源接口芯片向模块供电，抗辐照器件读取PROM的数据自我配置，读取FLASH的两份以上数据配置FPGA器件，定时刷新FPGA器件的配置，监控FPGA器件的状态，读取FPGA器件的BIT信息，通过CAN接口芯片或RS485接口芯片传输至VPX总线，外部数据经VPX总线传输至FPGA器件解析，识别并传输至下个处理节点，实现数据的高速传输。
进一步的，抗辐照器件采用三模冗余设计读取FLASH数据、访问FPGA器件，以降低空间环境下的翻转影响。
在翻转发生前，修复器件的单粒子翻转，动态刷新FPGA器件。
进一步的，FLASH存储三份FPGA器件的配置数据，取两份相同的作为FPGA器件的实际配置数据。
进一步的，模块采用双冗余冷备份设计，由电源开关指令切换主备模块。
本发明的有益效果：采用三模冗余、动态刷新技术加固抗辐照，适应空间环境，降低FPGA逻辑、FLASH翻转的影响；采用数据传输链路、控制指令，实现软件上注，地面软件对星载雷达交换接口模块软件在线更新。
附图说明
图1是抗辐照器件访问FPGA器件的过程原理图，图2是模块工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案做具体的说明。
交换接口模块主要由2片大规模FPGA及相应接口电路组成：其中1片FPGA采用商用器件FPGA器件V7，主要用于高速数据交换、高速数据传输；另1片FPGA采用抗辐照器件简称V2，如图1所示，主要用于读取FLASH数据以配置V7、刷新V7、监控V7的状态、读取V7的BIT信息并发送。
为了降低在空间环境下单粒子翻转的影响，针对数据读取、逻辑配置等采用三模冗余设计，对存储器配置则采用动态刷新。
为了降低在空间环境下FLASH翻转的影响，在读取FLASH数据时，采用三取二冗余设计，即将V7的配置文件、数据在FLASH中存储三份，V2读取FLASH数据时，比对三份数据，取两份相同的作为V7的实际配置文件。
在下次翻转发生前，为了修复配置存储器上已有的单粒子翻转，采用V2对商用器件V7进行动态刷新。
为了拓展系统功能、提高系统性能，可根据任务需要在线更新交换接口模块软件，如图2所示，将地面上的软件通过遥测遥控链路传至星务，星务再通过1553B总线传给雷达控制，雷达控制通过控制总线传至交换接口模块，利用控制指令引导交换接口模块软件在线更新。软件上注过程中也采用三模冗余设计。
在轨实时处理系统采用全交换架构，通过交换接口模块实现高速数据全互联，为了适应空间工作环境、提高系统的可靠性，交换接口模块采用双冗余冷备份设计，主备份模块通过电源开关指令进行切换。
上述作为本发明的实施例，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种星载雷达交换接口模块，其特征在于，包括：模块采用VPX总线协议布局接口对接外部器件，采用FPGA器件连接VPX总线传输高速数据，采用抗辐照器件配置、刷新、监控FPGA器件，采用CAN接口芯片、RS485接口芯片连接抗辐照器件和VPX总线，采用PROM存储抗辐照器件的配置数据，采用FLASH存储FPGA器件的配置数据，采用5V电源接口芯片和PCB板装载模块；
外接电源通过VPX总线连接5V电源接口芯片向模块供电，抗辐照器件读取PROM的数据自我配置，读取FLASH的两份以上数据配置FPGA器件，定时刷新FPGA器件的配置，监控FPGA器件的状态，读取FPGA器件的BIT信息，通过CAN接口芯片或RS485接口芯片传输至VPX总线，外部数据经VPX总线传输至FPGA器件解析，识别并传输至下个处理节点，实现数据的高速传输。
2.根据权利要求1所述的星载雷达交换接口模块，其特征在于，所述抗辐照器件，包括：采用三模冗余设计读取FLASH数据、访问FPGA器件。
3.根据权利要求2所述的星载雷达交换接口模块，其特征在于，所述抗辐照器件访问FPGA器件，包括：在翻转发生前，修复器件的单粒子翻转，动态刷新FPGA器件。
4.根据权利要求1所述的星载雷达交换接口模块，其特征在于，所述FLASH存储FPGA器件的配置数据，包括：存储三份FPGA器件的配置数据，取两份相同的作为FPGA器件的实际配置数据。
5.根据权利要求1所述的星载雷达交换接口模块，其特征在于，还包括：模块采用双冗余冷备份设计，由电源开关指令切换主备模块。
CN202110696662.7A 2021-04-28 2021-06-23 一种星载雷达交换接口模块 Pending CN113447891A (zh)

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