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航天飞行器总线技术应用研究

专 业: 通信与信息系统
关键词: 1553B总线 CAN总线 互连 实时性 CANaerospace网络协议
分类号: V443
形 态: 共 67 页 约 43,885 个字 约 2.099 M内容
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内容摘要


新一代的航天飞行器的研制过程中,总体设计部门非常注重一体化设计的思想。

因此,作为航天电子系统综合化技术的具体应用,航天飞行器采用总线是发展的必然趋势。

中国新一代运载火箭的电气系统决定采用1553B总线和CAN总线互连的异构总线结构。

该文正是在这一背景下,对1553B与CAN总线的互连的实现和互连的实时性、可靠性进行研究。

该文首先回顾了国内航天界总线技术发展的历史和现状,并对下一代航天运载工具上准备采用的MIL-STD-1553B总线协议和CAN总线协议作了简单介绍。

在分析了1553B总线与CAN总线协议异同处的基础上,该文提出了通过研制总线通讯适配器作为1553B与CAN总线通讯网关来实现1553B与CAN总线互连方法。

文章从总线通讯适配器的硬件设计和软件设计两个方面讲述了总线互连的设计要点与具体实现方法。

航天飞行器信息传输非常注重实时性与可靠性要求,因此该文对1553B与CAN总线互连的实时性和可靠性做了认真分析。

实时性方面,主要是从消息在1553B总线上的传输延时,在CAN总线上的传输延时,协议转换处理延时三个部分进行分析。

1553B总线的传输延时包括消息在消息表的排队时间、总线控制器的检测用时和数据流在总线上的实际传输延时;CAN总线传输延时包括消息在非抢占优先服务排队模型的排队延时和数据流在总线上的实际传输延时;协议转换处理处时主要是从主处理器对消息的拆分和转换所消耗时间。

可靠性方面,主要是从1553B总线与CAN总线互连的传输正确保障,消息的缓冲深度1553B总线与CAN总线的容错能力和互连出现故障时的错误处理与故障隔离角度进行论述。

考虑到CAN总线将来可能在航天飞器上有更高层次的应用,该文分析了CAN总线在航天应用环境下的优缺点,并介绍了2001年NASA发布的基于CAN总线的网络层协议CANaerospace的特点,指出了它与基本CAN协议相比较更适用于航天飞行器的优点。

最后,该文简单介绍了航天飞行器总线设计的特点,并对未来的航天飞器总线技术的发展趋势作了展望……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1课题背景
1.1.1电子综合化技术及其发展
1.1.2 1553B与CAN总线互连思路的提出
1.2课题需要达到目标:
1.3论文结构安排:
第二章 1553B与CAN总线的介绍
2.1 MIL-STD-1553B协议介绍
2.1.1 MIL-STD-1553B标准的建立
2.1.2 MIL-STD-1 553B标准的介绍
2.1.3 MIL-STD-1553B的实时网络特点
2.2 CAN总线协议介绍
2.2.1 CAN总线协议的分层结构
2.2.2 CAN总线各子层结构和功能
第三章 1553B与CAN总线互连的实现
3.1 1553B与CAN总线互连的原理设计
3.1.1 MIL-STD-1553B与CAN总线的异同比较
3.1.2总线通讯适配器原理框图
3.1.3总线通讯适配器需要实现功能
3.2硬件设计
3.2.1主处理器C505CA简介
3.2.2 1 553B协议处理芯片
3.2.3总线通讯适配器电路设计
3.3总线仿真开发平台
3.4总线通讯适配器软件设计实现
3.4.1 1553B与CAN总线消息传递概况
3.4.2总线通讯适配器初始化配置
3.4.3总线通讯适配器消息传输、转换控制程序设计
3.5异构总线通信系统的同步问题
3.6异构总线通信系统的错误处理能力设计
第四章 1553B与CAN总线互连的实时性和可靠性讨论
4.1互连的实时性分析
4.1.1在1553B总线上的延时t1
4.1.2在CAN总线上的延时t2
4.1.3总线通讯适配器处理的延时t3
4.1.4实验实测延时
4.2互连可靠性分析
第五章 CAN总线的优缺点及CANaerospace网络协议的介绍
5.1 CAN总线优缺点分析
5.2基于CAN的CANaerosapce协议介绍及与基本CAN的比较
5.2.1基本数据消息种类
5.2.2节点服务协议
5.2.3系统标识符的分配
5.2.4时间触发的总线编排
5.2.5总线负载计算
5.2.6系统冗余设计
5.2.7系统的灵活性设计
第六章 航天飞行器总线设计的特点与发展趋势
6.1航天飞行器总线设计特点
6.2航天飞行器总线技术发展趋势
结论
参考文献

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中图分类: > V443 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制 > 电子设备

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