面向在轨模块更换的高级信号接口模块设计研究

杜娟+张孝君

摘  要： 针对在轨模块更换任务中接口的即插即用特性进行了分析研究，给出一种用于解决在轨模块更换任务中完成电信接口向统一的即插即用串行总线转变的高级信号接口模块设计。分析了ASIM的基本设计原理以及设计技术指标，给出ASIM的硬件结构模型以及软件结构模型，进而完成了ASIM软硬件设计。研究内容为实现航天器在轨模块接口统一、即插即用以及在轨模块更换奠定了基础。

关键词： 在轨模块更换; 即插即用; 高级信号接口模块; 航天器

中图分类号： TN911?34; V411.8                  文献标识码： A                  文章编号： 1004?373X（2014）24?0037?04

Design study of ASIM for on?orbit module replacement

DU Juan1， ZHANG Xiao?jun2

（1. Company of Postgraduate Management， the Academy of Equipment， Beijing 101416， China;2. China Taiyuan Satellite Launch Center， Taiyuan 036301， China）

Abstract： The plug?and?play characteristics of interface for the on?orbit module replacement are analyzed and studied. The design of advanced signal interface module （ASIM） to complete the transition from telecom interface to unified plug?and?play serial bus for the task of on?orbit module replacement is introduced. The basic design principle and specifications of ASIM are analyzed in this paper. The hardware and software structure models of ASIM are given. The hardware and software designs of ASIM were completed. The research laid a foundation for realizing the unity of spacecraft on?orbit module interface， plug?and?play and on?orbit module replacement.

Keywords： on?orbit module replacement; plug?and?play; advanced signal interface module; spacecraft

0  引  言

目前，随着军事战略的不断调整和航天技术的不断进步，卫星快速组装以及模块在轨更换已经成为未来天基平台发展的一个主要方向[1?2]。由于即插即用技术在在轨模块更换、在轨组装、快速响应战术卫星等方面具有广阔应用前景，对即插即用卫星相关技术的研究已经成为各国卫星发展的重要组成部分[3]。

为使卫星模块具备即插即用特性，接口总线应当重点考虑像USB和Spacewire这样能够支持即插即用功能的总线，并且把不支持即插即用的总线（如RS 232、RS 422等）通过转换电路转成支持即插即用功能的串行总线[4?5]。对于非总线接口部分而言，目前的接口多是采用A/D、D/A、DIO、计数器等方式实现。每类可更换模块的非总线接口表现出比较大的差异性，为了保证模块之间电信接口的简单一致，需要将这些信息也都转变成即插即用串行总线输出。需要设计专门的“高级信号接口模块（Advanced Signal Interface Module，ASIM）”完成电信接口向统一的即插即用串行总线的转变。……