CN214751518U - 一种航天器测发控系统的pcie扩展板卡及测发控设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及航天技术领域，特别涉及一种航天器测发控系统的PCIE扩展板卡及测发控设备，所述航天器测发控系统的PCIE扩展板卡包括卡体和集成于卡体上的：控制模组，其用于与航天器连接以传递指令并回传数据；主控制器，其用于与计算机主板连接以接收计算机主板的指令并回传数据，且主控制器与控制模组连接以传递计算机主板指令并回传数据。本申请通过控制模组和主控制器集成于卡体上，而实现原有多个测发控设备的功能，集成度高，便于各模块之间的沟通，提高了测试效率。

Description

一种航天器测发控系统的PCIE扩展板卡及测发控设备

技术领域

本申请涉及航天技术领域，特别涉及一种航天器测发控系统的PCIE扩展板卡及测发控设备。

背景技术

目前地面测试发射控制系统(简称测发控系统)用于对运载火箭等航天器在地面测试及发射阶段进行供配电控制、开关量和模拟量等信号的测量以及与航天器上控制系统单机通讯。

相关技术中，测发控系统中大部分为单机、组合采用集中控制、配电的方式。当前航天器测发控系统往往有多台测发控设备，各测发控设备随着待测航天器的研制需求逐步研制形成，以此满足航天器的不同功能测试所需要求。

但是，航天器测发控系统由于有多台测发控设备，测发控设备均随着待测航天器的研制需求逐步研制形成，因此它们都自成体系，兼容性差，设备较多，且各设备之间的沟通困难，使用过程中效率慢且成本高。

实用新型内容

本申请实施例提供一种航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，以解决相关技术中测发控设备较多，集成度低，测试效率低的技术问题。

第一方面，提供了一种航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，卡体和集成于所述卡体上的：

控制模组，其用于与航天器连接以传递指令并回传数据；

主控制器，其用于与计算机主板连接以接收所述计算机主板的指令并回传数据，且所述主控制器与所述控制模组连接以传递指令并回传数据。

一些实施例中，所述卡体还包括连接模块，所述连接模块包括第一连接模块和第二连接模块，所述卡体通过所述第一连接模块与所述航天器连接，所述卡体通过所述第二连接模块与所述计算机主板连接。

一些实施例中，所述第一连接模块包括多个微矩形连接器，所述卡体通过所述微矩形连接器与所述航天器连接，以传递指令至所述航天器并反馈数据。

一些实施例中，所述第二连接模块包括高速连接器，所述卡体通过所述高速连接器与所述计算机主板连接，以接收所述计算机主板的指令并反馈数据。

一些实施例中，所述控制模组包括通讯模块，所述主控制器与所述通讯模块连接以传递指令并回传数据，所述通讯模块与所述航天器连接以发送和接受通讯信息。

一些实施例中，所述控制模组还包括时序模块，所述时序模块包括时序固体继电器，所述时序固体继电器分别与所述主控制器和所述航天器连接，以接收所述主控制器的指令并控制所述航天器。

一些实施例中，所述控制模组还包括安全控制模块，所述安全控制模块包括安全控制固体继电器，所述安全控制固体继电器分别与所述主控制器和所述航天器连接，以接收所述主控制器的指令并控制所述航天器上的安全机构转换状态。

一些实施例中，所述安全控制模块还包括光耦器件，所述光耦器件分别与所述主控制器和所述航天器连接，以接收所述航天器的信号并传递至所述主控制器。

一些实施例中，所述控制模组还包括供配电模块，所述供配电模块包括供配电固体继电器，所述供配电固体继电器分别与所述主控制器和所述航天器连接，以接收所述主控制器的指令并控制所述航天器供电的通断。

第二方面，提供了一种测发控设备，包括如上所述的航天器测发控系统的PCIE扩展板卡。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，控制模组和主控制器均设于卡体上，进行测发控任务时，主控制器可传递计算机主板的指令给控制模组，并回传控制模组的数据，控制模组收到主控制器的指令后，以控制航天器做相应的操作，并将航天器的数据回传至主控制器，而完成测发控任务，测发控任务进行过程中，由于主控制器和控制模组均设置于卡体上，其硬件技术路径一致，供电标准一致，便于日常使用和维护，且集成化较高，控制模组中的多个组件沟通方便，便于提高测发控任务的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的卡体的结构示意图。

图中：1、卡体；2、主控制器；3、通讯收发器；4、安全控制固体继电器；5、时序固体继电器；6、光耦器件；7、供配电固体继电器；8、微矩形连接器；801、第一连接器；802、第二连接器；803、第三连接器；804、第四连接器；805、第五连接器；9、高速连接器；10、滤波器；11、隔离电源模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，其能解决相关技术中测发控设备较多，集成度低，测试效率低的技术问题。

一种航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，卡体1和集成于卡体1上的：

控制模组，其用于与航天器连接以传递指令并回传数据；

主控制器2，其用于与计算机主板连接以接收计算机主板的指令并回传数据，且主控制器2与控制模组连接以传递指令并回传数据。

参照图1，其中，该扩展板卡包括卡体1，卡体1为PCB矩形板，其四角处均设置有安装孔，以此方便将卡体1安装至测发控设备的机箱内。卡体1上集成有主控制器2和控制模组，以完成航天器地面测试及发射阶段的供配电控制、开关量和模拟量等信号的测量和发送以及通讯任务。控制模组内包括多种控制模块，且控制模组内的多种控制模块均与主控制器2和航天器连接。主控制器2一方面与控制模组内的多种控制模块连接，主控制器2另一方面与计算机主板连接，计算机主板内运行有测发控软件。进行测发控任务时，计算机主板将指令传递至卡体1的主控制器2，再由主控制器2将指令传递至控制模组，同时主控制器2将数据反馈至计算机主板；控制模组将指令传递至航天器，同时控制模组将数据反馈至主控制器2，以实现测发控任务。

本实施例中，卡体1上的主控制器2为FPGA芯片，主控制器2内固化有FPGA芯片，以便于与控制模组之间的通讯，且主控制器2提供驱动程序，以供计算机主板访问板卡，方便运行在计算机主板上的测发控软件的开发。不同的航天器进行测发控任务时，通过更换测发控软件或卡体1，以此便于适应多种不同的航天器的测发控任务，降低了成本。

这样设置，控制模组和主控制器2均设于卡体1上，进行测发控任务时，主控制器2可传递计算机主板的指令给控制模组，并回传控制模组的数据，控制模组收到主控制器2的指令后，以控制航天器做相应的操作，并将航天器的数据回传至主控制器2，而完成测发控任务，测发控任务进行过程中，由于主控制器2和控制模组均设置于卡体1上，其硬件技术路径一致，供电标准一致，便于日常使用和维护，且集成化较高，控制模组中的多个组件沟通方便，便于提高测发控任务的效率。

可选地，卡体1还包括连接模块，连接模块包括第一连接模块和第二连接模块，卡体1通过第一连接模块与航天器连接，卡体1通过第二连接模块与计算机主板连接。

可选地，第一连接模块包括多个微矩形连接器8，卡体1通过微矩形连接器8与航天器连接，以传递指令至航天器并反馈数据。

参照图1，其中，卡体1还包括连接模块，连接模块包括第一连接模块和第二连接模块，卡体1通过第一连接模块与航天器连接，其中控制模组通过第一连接模块与航天器连接。卡体1通过第二连接模块与计算机主板连接，其中主控制器2通过第二连接模块与计算机主板连接。卡体1通过第一连接模块和第二连接模块而方便了计算机主板、控制模组和主控制器2之间的连接。

参照图1，第一连接模块包括多个微矩形连接器8，微矩形连接器8优选采用可自锁紧的微矩形连接器，提高卡体1的抗振性，相较于传统的插槽具有更好的环境适应性。本实施例将多个微矩形连接器8分为：第一连接器801、第二连接器802、第三连接器803、第四连接器804和第五连接器805，各微矩形连接器8上布置有板卡供电、航天器供电控制、开关量信号点位、模拟量信号点位信号和航天器控制系统通讯相关的信号点位，以实现卡体自身供电以及航天器测发控功能。以此通过第一连接模块中的多个微矩形连接器8，便于将控制模组中的多个控制模块与航天器连接，而便于将卡体1需要输出的供电信号、时序信号和通讯信号输出至航天器，并回传从航天器采集的数据。

可选地，第二连接模块包括高速连接器9，卡体1通过高速连接器9与计算机主板连接，以接收计算机主板的指令并反馈数据。

参照图1，其中，第二连接模块包括高速连接器9，高速连接器9采用可自锁紧的高速连接器，高速连接器9可通过最高速率6.125Gbps的差分信号。高速连接器9上布置有PCIE信号节点，使用PCIE2.0协议进行通讯，用于卡体1与计算机主板的交互，而便于计算机主板传递指令至主控制器2，并采集主控制器2的数据。

可选地，控制模组包括通讯模块，主控制器2与通讯模块连接以传递指令并回传数据，通讯模块与航天器连接以发送和接受通讯信息。

参照图1，其中，控制模组包括通讯模块，通讯模块分别与主控制器2和航天器连接，且通讯模块通过微矩形连接器8与航天器连接。主控制器2传递指令至通讯模块，通讯模块将通讯信息传递至航天器，并回传信息。本实施例中，通讯模块包括通讯控制器和通讯收发器3，通讯控制器和通讯收发器3均集成于卡体1上。通讯控制器以实现通讯帧的组成、发送和接收。通讯收发器3包括RS422通讯收发器3和CAN通讯收发器3，RS422通讯收发器3用于发送和接收复合RS422通讯标准的信息帧；CAN通讯收发器3用于发送和接收复合CAN通讯标准的信息帧。以此通过通讯模块完成卡体1与航天器的通讯连接。

可选地，控制模组还包括时序模块，时序模块包括时序固体继电器5，时序固体继电器5分别与主控制器2和航天器连接，以接收主控制器2的指令并控制航天器。

参照图1，其中，控制模组还包括时序模块，时序模块包括时序固体继电器5，时序固体继电器5集成于卡体1上。时序固体继电器5分别与主控制器2和航天器连接，时序固体继电器5接收主控制器2的指令，而断开或者闭合，以实现航天器发出指定时长的电平信号，用以激活航天器上的部分零件。因此通过时序模块对航天器进行测发控。

可选地，控制模组还包括安全控制模块，安全控制模块包括安全控制继电器4，安全控制固体继电器4分别与主控制器2和航天器连接，以接收主控制器2的指令并控制航天器上的安全机构转换状态。

可选地，安全控制模块还包括光耦器件6，光耦器件6分别与主控制器2和航天器连接，以接收航天器的信号并传递至主控制器2。

参照图1，其中，控制模组还包括安全控制模块，安全控制模块包括安全控制固体继电器4，安全控制固体继电器4集成于卡体1上，安全控制固体继电器4分别与主控制器2和航天器连接。安全控制固体继电器4接收主控制器2的指令而闭合或断开，以实现对航天器发出指定时长的电平信号，航天器采集到此类电平信号后执行指定动作，以航天器上的安全机构的电机正反转，而启动或关闭航天器的安全机构。

参照图1，安全控制模块还包括光耦器件6，其集成于卡体1上，光耦器件6分别与主控制器2和航天器连接。光耦器件6用于采集航天器发送的电平信号，并将航天器发送的高电压电平信号转换成低电压的信号，并提供给主控制器2采集。

可选地，控制模组还包括供配电模块，供配电模块包括供配电固体继电器7，供配电固体继电器7分别与主控制器2和航天器连接，以接收主控制器2的指令并控制航天器供电的通断。

参照图1，其中，控制模组还包括供配电模块，供配电模块包括供配电固体继电器7，供配电固体继电器7为大功率固体继电器。供配电固体继电器7集成于卡体1，供配电固体继电器7分别与主控制器2和航天器连接。供配电固体继电器7接收主控制器2的指令而闭合或断开，以实现对航天器供电的通断。以此便于通过供配电模块控制航天器的供电状态。

参照图1，卡体1上还集成有滤波器10和隔离电源模块11，卡体1自身供电时，直流电通过第一连接器801进入卡体1后，经过滤波器10和隔离电源模块11而形成多股供电线路，以此分别给主控制器2、通讯模块、时序模块和安全控制模块供电。且直流电通过供配电固体继电器7后是，从第二连接器802输出卡体1而连接至航天器，以实现航天器的供配电控制。

本实施例中，进入卡体1的直流电具有三路，分为第一电路、第二电路和第三电路，其中第一电路为卡体1供电，第二电路和第三电路与航天器连接。三路直流电均为28V，第一电路经过滤波器10和隔离电源模块11后，第一电路分为5V、3.3V、1.8V、1.2V和1V电压，以此便于给卡体1上的主控制器2和控制模组供电。在其他实施例中，进入卡体1的电路也可仅具有两路或者一路，当进入卡体1的电路仅具有一路时，则卡体1供电和航天器供电共用一路电路，当进入卡体1的电路具有两路时，则卡体1供电和航天器供电各用一路电路。

本申请的另一实施例还提供一种测发控设备，包括如上所述的航天器测发控系统的PCIE扩展板卡。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，其特征在于，其包括：卡体(1)和集成于所述卡体(1)上的：

控制模组，其用于与航天器连接以传递指令并回传数据；

主控制器(2)，其用于与计算机主板连接以接收所述计算机主板的指令并回传数据，且所述主控制器(2)与所述控制模组连接以传递指令并回传数据。

2.根据权利要求1所述的航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，其特征在于，所述卡体(1)还包括连接模块，所述连接模块包括第一连接模块和第二连接模块，所述卡体(1)通过所述第一连接模块与所述航天器连接，所述卡体(1)通过所述第二连接模块与所述计算机主板连接。

3.根据权利要求2所述的航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，其特征在于，所述第一连接模块包括多个微矩形连接器(8)，所述卡体(1)通过所述微矩形连接器(8)与所述航天器连接，以传递指令至所述航天器并反馈数据。

4.根据权利要求2所述的航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，其特征在于，所述第二连接模块包括高速连接器(9)，所述卡体(1)通过所述高速连接器(9)与所述计算机主板连接，以接收所述计算机主板的指令并反馈数据。

5.根据权利要求1所述的航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，其特征在于，所述控制模组包括通讯模块，所述主控制器(2)与所述通讯模块连接以传递指令并回传数据，所述通讯模块与所述航天器连接以发送和接受通讯信息。

6.根据权利要求1所述的航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，其特征在于，所述控制模组还包括时序模块，所述时序模块包括时序固体继电器(5)，所述时序固体继电器(5)分别与所述主控制器(2)和所述航天器连接，以接收所述主控制器(2)的指令并控制所述航天器。

7.根据权利要求1所述的航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，其特征在于，所述控制模组还包括安全控制模块，所述安全控制模块包括安全控制固体继电器(4)，所述安全控制固体继电器(4)分别与所述主控制器(2)和所述航天器连接，以接收所述主控制器(2)的指令并控制所述航天器上的安全机构转换状态。

8.根据权利要求7所述的航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，其特征在于，所述安全控制模块还包括光耦器件(6)，所述光耦器件(6)分别与所述主控制器(2)和所述航天器连接，以接收所述航天器的信号并传递至所述主控制器(2)。

9.根据权利要求1所述的航天器测发控系统的PCIE扩展板卡，其特征在于，所述控制模组还包括供配电模块，所述供配电模块包括供配电固体继电器(7)，所述供配电固体继电器(7)分别与所述主控制器(2)和所述航天器连接，以接收所述主控制器(2)的指令并控制所述航天器供电的通断。

10.一种测发控设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的航天器测发控系统的PCIE扩展板卡。

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