CN116056329B - 用于微小卫星的单板一体化综合电子单元和综合电子系统 - Google Patents
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- H01R12/70—Coupling devices
Abstract
本发明提供了一种用于微小卫星的单板一体化综合电子单元和包括多个该单板一体化综合电子单元的综合电子系统。该单板一体化综合电子单元包括一板卡，所述板卡的尺寸小于10cm*10cm，所述板卡上包括用于实现双星务的星务计算主模块和星务计算冷备份模块，所述星务计算冷备份模块是所述星务计算主模块的备份模块，所述星务计算主模块和所述星务计算冷备份模块相互独立地设置在所述板卡上，用于实现完整的星务计算处理功能。本申请的单板一体化综合电子单元在一块高功能密度的板卡上集成了用于实现双星务功能的模块，使用方便，功能全面，可扩展性好，有利于改善卫星性能。
Description
技术领域
本发明主要涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种用于微小卫星的单板一体化综合电子单元和综合电子系统。
背景技术
随着航天器技术的飞速发展，卫星向着小型化、商业化的方向发展。微小卫星包括微纳卫星、皮纳卫星等。以皮纳卫星为例，其为公斤级的微小卫星。相较于大卫星，微小卫星的体积小、成本低，制造和发射周期短，应急反应快，被广泛应用于数据通信、数据传输、地面环境监测、空间环境监测、导航定位、科学试验等诸多领域。
目前的皮纳卫星上所采用的电子单元通常需要多张板卡来实现星务功能，安装复杂、体积大、集成性差、可扩展性能差，并且通常只用于实现单星务，不包括星务备份单元，在整体性能上仍具有进一步优化的空间。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在单板上实现双星务功能的高度集成的单板一体化综合电子单元和包括多个该单板一体化综合电子单元的综合电子系统。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于微小卫星的单板一体化综合电子单元，其特征在于，包括一板卡，所述板卡的尺寸小于10cm*10cm，所述板卡上包括用于实现双星务的星务计算主模块和星务计算冷备份模块，所述星务计算冷备份模块是所述星务计算主模块的备份模块，所述星务计算主模块和所述星务计算冷备份模块相互独立地设置在所述板卡上，用于实现完整的星务计算处理功能。
在本申请的一实施例中，所述板卡是宇航级电路基板PCB。
在本申请的一实施例中，所述板卡上还包括智能存算一体模块、一体化导航模块、惯导冷备份模块、通信交换模块、测运控模块、电源管理模块、高速连接器件和低速连接器件中的任意个，其中，所述智能存算一体模块用于提供星上高性能及智能计算功能，所述惯导冷备份模块是所述一体化导航模块的备份模块，所述一体化导航模块和所述惯导冷备份模块都用于提供定位导航定姿信息，所述通信交换模块用于星上数据交换和数据采集，所述测运控模块用于收发测控数据，所述电源管理模块用于向所述板卡供电和管理整星供电，所述高速连接器件用于与外围星务单元连接，所述低速连接器件用于与外围大功率器件连接。
在本申请的一实施例中，所述通信交换模块包括高性能交换芯片和数模采集芯片，所述高性能交换芯片用于星上数据交换，数模采集芯片用于数据采集。
在本申请的一实施例中，所述通信交换模块通过所述板卡与所述高速连接器件连接，并且通过所述高速连接器件向外部扩展RapidIO总线、高速以太网、高速串行总线中的任意一种或多种。
在本申请的一实施例中，所述宇航级电路基板PCB包括大电流板层，所述电源管理模块通过低速数字总线和所述大电流板层与所述低速连接器件连接，并且通过所述低速连接器件向外扩展电池组电力接口、电池电池组管理数字接口、帆板电力接口、帆板电力接口、帆板数字接口、电源集成管理总线接口中的任意一个或多个。
在本申请的一实施例中，所述星务计算主模块和所述星务计算冷备份模块之间通过RapidIO总线进行互联，并且所述星务计算主模块和所述星务计算冷备份模块分别通过RapidIO总线与所述通信交换模块进行互联。
在本申请的一实施例中，所述星务计算主模块和所述星务计算冷备份模块内部都设置有内协处理器，所述星务计算主模块和所述星务计算冷备份模块分别通过各自的内协处理器与所述高速连接器件进行互联。
在本申请的一实施例中，所述智能存算一体模块包括计算模块、缓存模块、存储模块、低压电源模块和外围器件中的任意一个或多个。
在本申请的一实施例中，所述一体化导航模块和所述惯导冷备份模块分别通过RapidIO总线与所述通信交换模块进行互联，并且所述一体化导航模块和所述惯导冷备份模块被设置为由所述星务计算主模块或所述星务计算冷备份模块通过所述通信交换模块进行调度。
在本申请的一实施例中，所述测运控模块还具备以下功能中的任意一个或多个：接收地面测运控数据和控制指令上注、接收地面上注的OTA固件用于各模块在轨在线更新、向地面回传遥测数据、向地面回传健康监测数据。
在本申请的一实施例中，还包括高速串行总线和RF线路，所述测运控模块通过所述高速串行总线与所述星务计算主模块和所述星务计算冷备份模块互联，所述测运控模块通过所述RF线路与RF功率器件连接。
在本申请的一实施例中，所述高速连接器件还具备以下功能中的任意一个或多个：与同型号簇单板一体化综合电子单元连接、与星上传感器连接、与微波通信射频器件连接、与其他载荷业务器件连接。
在本申请的一实施例中，所述高速连接器件包括不少于120个通道，其中包括M个可软件配置高低速通道、N个高频通信专用通道、K个地线通道和若干预留通道，所述可软件配置高低速通道用于灵活配置数字或模拟采集通道用于连接传感器、低压总线通道用于连接数字传感器或驱动数字伺服器、高速低压差分通道用于连接大数据流载荷；所述高频通信专用通道用于配置L个RapidIO总线通道以连接同型号簇单板一体化综合电子单元或其他业务单元；所述预留通道用于作为高速通用串行通道，其中，M、N、K、L都是正整数。
在本申请的一实施例中，M＝64，N＝30，K＝6，L＝12。
在本申请的一实施例中，所述低速连接器件被设置为功率控制一体化器件，所述低速连接器件还用于控制星上智能电池模块、太阳能帆板、大功率作动机构、热控机构、推进机构中的任意一个或多个。
本申请为解决上述技术问题还提出一种用于微小卫星的综合电子系统，包括多个如上所述的单板一体化综合电子单元，多个所述单板一体化综合电子单元通过各自的高速连接器件相互串连，并通过所述高速连接器件与载荷串连，每个所述单板一体化综合电子单元通过各自的低速连接器件与星上电力总线、外围大功率器件连接。
本申请的单板一体化综合电子单元在一块高功能密度的板卡上集成了用于实现双星务功能的星务计算主模块和星务计算冷备份模块，从而实现包括智能运算、在轨在线更新、通信交换、姿态测量、轨控制驱动、测控导航、电源供应与管理等多项功能，使用方便，功能全面，并且具有高度可扩展性。本申请的综合电子系统通过多通道的高速连接器件实现了多个单板一体化综合电子单元的互联，有利于形成多重冗余备份、功能协同或高性能集群，改善了微小卫星的性能。
附图说明
包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
图1是本申请一实施例的单板一体化综合电子单元的立体示意图；
图2是本申请一实施例的单板一体化综合电子单元中各模块之间的连接关系示意图；
图3是本申请一实施例的单板一体化综合电子单元中的星务计算主模块与其他模块的互联关系示意图；
图4是本申请一实施例的单板一体化综合电子单元中的智能存算一体模块的框图；
图5是本申请一实施例的用于微小卫星的综合电子系统的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
本申请的用于微小卫星的单板一体化综合电子单元和包括多个该单板一体化综合电子单元的综合电子系统适用于任何类型、任何用途的微小卫星，包括但不限于微纳卫星、皮纳卫星等。本申请说明书以用于皮纳卫星为例进行说明，不用于限制本申请的应用范围。
图1是本申请一实施例的单板一体化综合电子单元的立体示意图。参考图1所示，该单板一体化综合电子单元100包括一板卡101，板卡101的尺寸小于10cm*10cm，板卡101上包括用于实现双星务的星务计算主模块110和星务计算冷备份模块110a，星务计算冷备份模块110a是星务计算主模块110的备份模块，星务计算主模块110和星务计算冷备份模块110a相互独立地设置在板卡101上，用于实现完整的星务计算处理功能。
板卡101是一种印刷电路板(PCB)，可用于在其上设置各种电子模块和电子器件。在一些实施例中，板卡101是宇航级电路基板PCB。
本申请的板卡101的尺寸小于10cm*10cm，使其至少可以应用于1U结构的皮纳卫星。1U结构的皮纳卫星大致为10cm*10cm*11.5cm的箱体，在此基础上可以组合形成3U、6U等结构的皮纳卫星。本申请的单板一体化综合电子单元100用于设置在1U结构的皮纳卫星中，在3U、6U等皮纳卫星中，使各个1U皮纳卫星中的单板一体化综合电子单元100可以相互连接起来，共同运作。
在一些实施例中，该板卡101的尺寸大于8cm*5cm，小于10cm*10cm，例如，其尺寸为10cm*8cm。如图1所示，该板卡101具有长方形的结构。
从图1所示的角度来看，板卡101具有上表面和下表面，星务计算主模块110和星务计算冷备份模块110a都设置在上表面，并且相互独立，彼此相邻。当星务计算主模块110出现问题时，可以随时由星务计算冷备份模块110a充当备份，以确保单板一体化综合电子单元100的星务计算处理功能正常运行。
本申请的单板一体化综合电子单元100在板卡101上同时设置了星务计算主模块110和星务计算冷备份模块110a，可以实现星务关键功能及其备份的双星务功能，为微小卫星提供了备份保障，提高了微小卫星的可靠性。
如图1所示，在一些实施例中，该板卡101上还包括智能存算一体模块120、一体化导航模块130、惯导冷备份模块130a、通信交换模块140、测运控模块150、电源管理模块160、高速连接器件170和低速连接器件180中的任意个，其中，智能存算一体模块120用于提供星上高性能及智能计算功能，惯导冷备份模块130a是一体化导航模块130的备份模块，一体化导航模块130和惯导冷备份模块130a都用于提供定位导航定姿信息，通信交换模块140用于星上数据交换和数据采集，测运控模块150用于收发测控数据，电源管理模块160用于向板卡101供电和管理整星供电，高速连接器件170用于与外围星务单元连接，低速连接器件180用于与外围大功率器件连接。由于在一块板卡101上集成和实现了多种重要功能，因此也称板卡101为高功能密度板卡。
如图1所示，智能存算一体模块120、测运控模块150、电源管理模块160、高速连接器件170、低速连接器件180都设置在板卡101的上表面，其中，测运控模块150、电源管理模块160和星务计算主模块110和星务计算冷备份模块110a设置在板卡101的同一侧，并且沿着该长方形板卡101的一条长边依次排列。从图1所示的角度称之为左侧，不用于限制其具体方位。智能存算一体模块120设置在该板卡101的另一侧，其沿着该长方形板卡101的另一条长边延伸。高速连接器件170设置在板卡101的一短边处，并且具有向外开放的插针座，用于与其他同型号簇单元、外围设备、载荷等的连接。低速连接器件180设置在板卡101的另一短边处。根据这样的设置使高速连接器件170和低速连接器件180之间具有相对较远的距离，二者相互隔离，避免干扰。
如图1所示，一体化导航模块130、通信交换模块140、惯导冷备份模块130a分别都设置在板卡101的下表面。其中，通信交换模块140设置在一体化导航模块130和惯导冷备份模块130a之间。惯导冷备份模块130a是一种轻量化保底冷备份模块。
在一些实施例中，通信交换模块140中包括高性能交换芯片和数模采集芯片，高性能交换芯片用于星上数据交换，数模采集芯片用于数据采集。具体地，高性能交换芯片是ASIC高性能交换芯片。其中，星上数据交换包括RapidIO总线交换、高速以太网交换、高速串行总线交换、中低速总线交换，数据采集包括数字信号采集和模拟信号采集。
图2是本申请一实施例的单板一体化综合电子单元中各模块之间的连接关系示意图。如图2所示，通信交换模块140作为各个模块的枢纽，与每个模块都具有互联关系，其中，用在通信交换模块140和星务计算冷备份模块110a、惯导冷备份模块130a之间采用虚线箭头表示，在星务计算主模块110和一体化导航模块130正常运行的情况下，通信交换模块140可以不与星务计算冷备份模块110a、惯导冷备份模块130a进行连接。当启用备份模块时，通信交换模块140可以与星务计算冷备份模块110a、惯导冷备份模块130a进行连接。结合图1和图2所示，可以理解，将通信交换模块140设置在板卡101的中间位置有利于其与其他模块之间的互联。
电源管理模块160用于为各个模块供电，因此在图2中没有单独画出该模块，而是用PCB/PSMU表示板卡101和电源管理模块160。电源管理模块160还用于提供灵活开关机管理、对所连接的电池模块充放电平衡进行管理、对太阳能帆板的供电进行管理、对整星供电进行管理等。
在一些实施例中，宇航级电路基板PCB包括大电流板层，电源管理模块160通过低速数字总线和大电流板层与低速连接器件180连接，并且通过低速连接器件180向外扩展电池组电力接口、电池电池组管理数字接口、帆板电力接口、帆板电力接口、帆板数字接口、电源集成管理总线接口中的任意一个或多个。在一些实施例中，电源管理模块160通过软件定义低速数字总线。
在一些实施例中，通信交换模块140通过板卡101与高速连接器件170连接，并且通过高速连接器件170向外部扩展RapidIO总线、高速以太网、高速串行总线中的任意一种或多种。
在一些实施例中，星务计算主模块110和星务计算冷备份模块110a之间通过RapidIO总线进行互联，并且星务计算主模块110和星务计算冷备份模块110a分别通过RapidIO总线与通信交换模块140进行互联。
在一些实施例中，星务计算主模块110和星务计算冷备份模块110a内部都设置有内协处理器，星务计算主模块110和星务计算冷备份模块110a分别通过各自的内协处理器与高速连接器件170进行互联。
在一些实施例中，一体化导航模块130和惯导冷备份模块130a分别通过RapidIO总线与通信交换模块140进行互联，并且一体化导航模块130和惯导冷备份模块130a被设置为由星务计算主模块110或星务计算冷备份模块110a通过通信交换模块140进行调度。
在一些实施例中，高速连接器件170还具备以下功能中的任意一个或多个：与同型号簇单板一体化综合电子单元连接、与星上传感器连接、与微波通信射频器件连接、与其他载荷业务器件连接。这里的同型号簇单板一体化综合电子单元是指与本申请的单板一体化综合电子单元100同型号的其他综合电子单元。
在一些实施例中，高速连接器件170包括不少于120个通道，其中包括M个可软件配置高低速通道、N个高频通信专用通道、K个地线通道和若干预留通道，可软件配置高低速通道用于灵活配置数字或模拟采集通道用于连接传感器、低压总线通道用于连接数字传感器或驱动数字伺服器、高速低压差分通道用于连接大数据流载荷；高频通信专用通道用于配置L个RapidIO总线通道以连接同型号簇单板一体化综合电子单元或其他业务单元；预留通道用于作为高速通用串行通道，其中，M、N、K、L都是正整数。
在一个具体实施例中，M＝64，N＝30，K＝6，L＝12。
本申请对高速连结器件170所包括的通道数量不做限制。在一些实施例中，该通道数量最大可以为256。采用多通道的高速连接器件170，有利于单个单板一体化综合电子单元100与同型号簇单元互联构成多重冗余备份、功能协同、或高性能集群，具体地将在后文结合图5进行说明。
在一些实施例中，低速连接器件180被设置为功率控制一体化器件，低速连接器件180还用于控制星上智能电池模块、太阳能帆板、大功率作动机构、热控机构、推进机构中的任意一个或多个。
如图2所示，其中还示出了星务计算主模块110和测运控模块150、高速连接器件170之间分别具有互联关系。
图3是本申请一实施例的单板一体化综合电子单元中的星务计算主模块与其他模块的互联关系示意图。如图3所示，其中用同一个标号300表示星务计算主模块或星务计算冷备份模块，二者的结构和功能是基本相同的，在此以星务计算主模块300为例进行说明。具体地，星务计算主模块300包括处理器系统310、处理加速系统320、内存总线管理系统330、协处理器系统340和安全可信系统350。在一些实施例中，处理器系统310包括星务综合CPU，处理加速系统320包括FPU、DSP、音频/视频编解码等，内存总线管理系统330包括计算表决单元、ECC等，协处理器系统340包括低功耗待机MCU，安全可信系统350包括安全可信区域、片上管理等。每个模块中可以包括缓存器件。图3中还示出了存储器，包括LPDDR和NANDFlash，以及接口模块，包括Ethernet和RapidIO。存储器和接口模块分别与内存总线管理系统330相连接。图3所示仅为示例，不用于限制存储器、接口模块的类型、数量等。
如图3，高速连接器件170中包括各种类型的高速通信接口，与协处理器系统340相连接，其中包括RTC(Real Time Communication,实时通信)、GPIO(General Purpose InputOutput,通用IO)、CAN(Controller Area Network,控制器局域网)、PWM(脉宽调制)、SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)、UART(串口)。图3所示仅为示例，不用于限制高速连接器件170所包含的接口类型和数量。
在一些实施例中，测运控模块150还具备以下功能中的任意一个或多个：接收地面测运控数据和控制指令上注、接收地面上注的OTA固件用于各模块在轨在线更新、向地面回传遥测数据、向地面回传健康监测数据。
在一些实施例中，本申请的单板一体化综合电子单元100还包括高速串行总线和RF线路，测运控模块150通过高速串行总线与星务计算主模块110和星务计算冷备份模块110a互联，测运控模块150通过RF线路与RF功率器件(图未示)连接。其中的RF功率器件是外围设备。
如图3所示，测运控模块150通过高速连接器件170中的串口与协处理器系统340进行互联。
图4是本申请一实施例的单板一体化综合电子单元中的智能存算一体模块的框图。参考图4所示，该智能存算一体模块120包括计算模块410、缓存模块420、存储模块430、低压电源模块440和外围器件450中的任意一个或多个。其中，缓存模块420可以是GDDR显存，也被称作帧缓存；存储模块430是NAND Flash。如图4所示，在该实施例中，智能存算一体模块120中还包括RapidIO模块460，用于与通信交换模块140进行通信互联。
本申请的单板一体化综合电子单元在一块高功能密度的板卡上集成了用于实现双星务功能的各个模块，从而实现包括智能运算、在轨在线更新、通信交换、姿态测量、轨控制驱动、测控导航、电源供应与管理等多项功能，使用方便，功能全面，并且具有高度可扩展性。
本申请还提出一种用于微小卫星的综合电子系统，该综合电子系统包括多个前文所述的单板一体化综合电子单元100。图5是本申请一实施例的用于微小卫星的综合电子系统的示意图。如图5所示，该实施例中示出了2个单板一体化综合电子单元510、520，都是前文所述的单板一体化综合电子单元100。图5中示出了单板一体化综合电子单元510的高速连接器件511、低速连接器件512，以及单板一体化综合电子单元520的高速连接器件521、低速连接器件522。基于前文所述的多通道的高速连接器件511、521，单板一体化综合电子单元510、520通过各自的高速连接器件511、521相互串连，并且还从高速连接器件511一起与载荷串连，其中的载荷包括星敏、红外设备和多光谱设备等大数据流载荷。单板一体化综合电子单元510、520还分别通过各自的低速连接器件512、522与星上电力总线连接，并进一步与外围大功率器件连接，例如作动电机、热控、推进和太阳能帆板等。此外，载荷和外围大功率器件都通过星上电力总线和星上动力控制总线与电池组相连，通过电池组向各个模块供电。
图5所示仅为示例，基于本申请的单板一体化综合电子单元可以实现多个单板一体化综合电子单元的串连，扩展性好，应用范围广，可以用于对多个、多种载荷、外围设备的星务计算和控制。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
Claims (16)
1.一种用于微小卫星的单板一体化综合电子单元，其特征在于，包括一板卡，所述板卡的尺寸小于10cm*10cm，适用于皮纳卫星，所述板卡上包括用于实现双星务的星务计算主模块和星务计算冷备份模块，所述星务计算冷备份模块是所述星务计算主模块的备份模块，所述星务计算主模块和所述星务计算冷备份模块相互独立地设置在所述板卡上，用于实现完整的星务计算处理功能；
所述板卡上还包括智能存算一体模块、一体化导航模块、惯导冷备份模块、通信交换模块、测运控模块、电源管理模块、高速连接器件和低速连接器件中的任意个，其中，所述智能存算一体模块用于提供星上高性能及智能计算功能，所述惯导冷备份模块是所述一体化导航模块的备份模块，所述一体化导航模块和所述惯导冷备份模块都用于提供定位导航定姿信息，所述通信交换模块用于星上数据交换和数据采集，所述测运控模块用于收发测控数据，所述电源管理模块用于向所述板卡供电和管理整星供电，所述高速连接器件用于与外围星务单元连接，所述低速连接器件用于与外围大功率器件连接，所述高速连接器件设置在所述板卡的一边，所述低速连接器设置在所述板卡的相对的另一边，所述高速连接器件和所述低速连接器件相互隔离。
2.如权利要求1所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，所述板卡是宇航级电路基板PCB。
3.如权利要求1所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，所述通信交换模块包括高性能交换芯片和数模采集芯片，所述高性能交换芯片用于星上数据交换，数模采集芯片用于数据采集。
4.如权利要求1所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，所述通信交换模块通过所述板卡与所述高速连接器件连接，并且通过所述高速连接器件向外部扩展RapidIO总线、高速以太网、高速串行总线中的任意一种或多种。
5.如权利要求2所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，所述宇航级电路基板PCB包括大电流板层，所述电源管理模块通过低速数字总线和所述大电流板层与所述低速连接器件连接，并且通过所述低速连接器件向外扩展电池组电力接口、电池电池组管理数字接口、帆板电力接口、帆板电力接口、帆板数字接口、电源集成管理总线接口中的任意一个或多个。
6.如权利要求1所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，所述星务计算主模块和所述星务计算冷备份模块之间通过RapidIO总线进行互联，并且所述星务计算主模块和所述星务计算冷备份模块分别通过RapidIO总线与所述通信交换模块进行互联。
7.如权利要求1所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，所述星务计算主模块和所述星务计算冷备份模块内部都设置有内协处理器，所述星务计算主模块和所述星务计算冷备份模块分别通过各自的内协处理器与所述高速连接器件进行互联。
8.如权利要求1所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，所述智能存算一体模块包括计算模块、缓存模块、存储模块、低压电源模块和外围器件中的任意一个或多个。
9.如权利要求1所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，所述一体化导航模块和所述惯导冷备份模块分别通过RapidIO总线与所述通信交换模块进行互联，并且所述一体化导航模块和所述惯导冷备份模块被设置为由所述星务计算主模块或所述星务计算冷备份模块通过所述通信交换模块进行调度。
10.如权利要求1所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，所述测运控模块还具备以下功能中的任意一个或多个：接收地面测运控数据和控制指令上注、接收地面上注的OTA固件用于各模块在轨在线更新、向地面回传遥测数据、向地面回传健康监测数据。
11.如权利要求1所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，还包括高速串行总线和RF线路，所述测运控模块通过所述高速串行总线与所述星务计算主模块和所述星务计算冷备份模块互联，所述测运控模块通过所述RF线路与RF功率器件连接。
12.如权利要求1所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，所述高速连接器件还具备以下功能中的任意一个或多个：与同型号簇单板一体化综合电子单元连接、与星上传感器连接、与微波通信射频器件连接、与其他载荷业务器件连接。
13.如权利要求1所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，所述高速连接器件包括不少于120个通道，其中包括M个可软件配置高低速通道、N个高频通信专用通道、K个地线通道和若干预留通道，所述可软件配置高低速通道用于灵活配置数字或模拟采集通道用于连接传感器、低压总线通道用于连接数字传感器或驱动数字伺服器、高速低压差分通道用于连接大数据流载荷；所述高频通信专用通道用于配置L个RapidIO总线通道以连接同型号簇单板一体化综合电子单元或其他业务单元；所述预留通道用于作为高速通用串行通道，其中，M、N、K、L都是正整数。
14.如权利要求13所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，M＝64，N＝30，K＝6，L＝12。
15.如权利要求1所述的单板一体化综合电子单元，其特征在于，所述低速连接器件被设置为功率控制一体化器件，所述低速连接器件还用于控制星上智能电池模块、太阳能帆板、大功率作动机构、热控机构、推进机构中的任意一个或多个。
16.一种用于微小卫星的综合电子系统，其特征在于，包括多个如权利要求1至15任一项所述的单板一体化综合电子单元，多个所述单板一体化综合电子单元通过各自的高速连接器件相互串连，并通过所述高速连接器件与载荷串连，每个所述单板一体化综合电子单元通过各自的低速连接器件与星上电力总线、外围大功率器件连接。
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