基于模塊間交叉冗余的星載電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及星載電子設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種通過模塊間交叉冗余提高設(shè)備可靠性 的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著航天事業(yè)的發(fā)展，發(fā)射在軌的衛(wèi)星數(shù)量越來越多，應(yīng)用越來越廣闊，對衛(wèi)星提 出了長壽命、高可靠服務(wù)的要求。星載電子系統(tǒng)作為衛(wèi)星關(guān)鍵組成部分，必需提高在空間環(huán) 境的生存能力。
[0003] 星載電子設(shè)備通常采用模塊化設(shè)計，每個模塊中包含實現(xiàn)相同功能的主機和備 機。若干個功能模塊加上供電模塊可以集成一臺實現(xiàn)特定功能的電子設(shè)備。在以往星載電 子設(shè)備中，模塊間通信通常采用并行總線，即所有模塊的主機可以互相通信，所有模塊的備 機可以互相通信，供電模塊的主機為所有功能模塊的主機供電，供電模塊的備機為所有功 能模塊的備機供電。因此，電子設(shè)備所有模塊的主機可以完整的實現(xiàn)設(shè)備功能，所有模塊的 備機也可以完整的實現(xiàn)設(shè)備功能，在冗余設(shè)計上稱為整機備份。整機備份方式可以較好的 解決在軌單一故障的情況，但是出現(xiàn)雙重故障時，比如某一模塊的主機和另一模塊的備機 均有故障，該設(shè)備將無法正常使用，甚至影響衛(wèi)星壽命和任務(wù)執(zhí)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于模塊間交叉冗余的星載電 子設(shè)備，從而可以提高電子設(shè)備可靠度，提高發(fā)生多重故障時完成工作的能力。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于模塊間交叉冗余的星載電子設(shè)備，包括：
[0006] 信息鏈路交叉冗余：星載電子設(shè)備中每個模塊均有相互獨立的實現(xiàn)相同功能的主 機和備機；其中，信息發(fā)送模塊主機用于將信息發(fā)送給接收模塊的主機和備機，信息發(fā)送模 塊備機用于將信息發(fā)送給信息接收模塊的主機和備機；
[0007] 供電鏈路交叉冗余：供電模塊主機用于為星載電子設(shè)備中的其他功能模塊主機和 備機供電，供電模塊備機用于為其他功能模塊主機和備機供電。
[0008] 優(yōu)選地，所述信息鏈路交叉冗余，具體為：信息發(fā)送模塊的主機和備機采用權(quán)信號 確定本機是否為有權(quán)機，有權(quán)機對外輸出信息，無權(quán)機不對外輸出信息。
[0009] 優(yōu)選地，所述信息鏈路交叉冗余，具體為：星載電子設(shè)備加電時，默認主機為有權(quán) 機，備機為無權(quán)機。
[0010] 優(yōu)選地，所述信息鏈路交叉冗余，具體為：信息發(fā)送模塊的主機和備機均周期性檢 測本機工作狀態(tài)，當(dāng)有權(quán)機檢測到本機工作異常時，自動交出權(quán)給無權(quán)機。
[0011] 優(yōu)選地，所述信息鏈路交叉冗余，具體為：信息發(fā)送模塊的主機和備機均周期性檢 測對方工作狀態(tài)，當(dāng)無權(quán)機檢測到有權(quán)機工作異常時，無權(quán)機自主從有權(quán)機搶權(quán)成為有權(quán) 機。
[0012] 優(yōu)選地，所述供電鏈路交叉冗余，具體為：供電模塊主機和備機均具備整機供電能 力。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0014] 1、本發(fā)明可以提高星載電子設(shè)備的可靠性。
[0015] 2、本發(fā)明可以提高星載電子設(shè)備在空間環(huán)境的生存能力。
[0016] 3、本發(fā)明在雙重故障時仍能夠正常使用，提高了衛(wèi)星壽命和任務(wù)執(zhí)行效率。
【附圖說明】
[0017] 通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
[0018] 圖1為星載電子設(shè)備信息鏈路不意圖；
[0019] 圖2為" 1發(fā)2收"形式的RS422電路圖；
[0020] 圖3為星載電子設(shè)備供電關(guān)系圖。
[0021] 圖4為本發(fā)明的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本發(fā)明 的保護范圍。
[0023] 本發(fā)明提供了一種基于模塊間交叉冗余的星載電子設(shè)備及方法，包括：信息鏈路 交叉冗余，星載電子設(shè)備中每個模塊均有相互獨立的實現(xiàn)相同功能的主機和備機，信息發(fā) 送模塊主機可以將信息發(fā)送給接收模塊的主機和備機，發(fā)送模塊備機可以將信息發(fā)送給接 收模塊的主機和備機；供電鏈路交叉冗余，星載電子設(shè)備中供電模塊主機可以為其他功能 模塊主機和備機供電，供電模塊備機可以為其他功能模塊主機和備機供電。
[0024] 為進一步對本發(fā)明進行詳細說明，以采用本發(fā)明設(shè)計的星載電子設(shè)備為例，該設(shè) 備由供電模塊、串行通信模塊、指令模塊、遙測采集模塊組成。串行通信模塊主要完成該電 子設(shè)備與其他設(shè)備的相互通信以及與設(shè)備內(nèi)各模塊的相互通信；指令模塊接收串行通信模 塊的控制信息，經(jīng)轉(zhuǎn)換后驅(qū)動輸出電壓控制星上其他設(shè)備，同時將模塊內(nèi)的遙測信息傳送 給串行通信模塊；遙測采集模塊采集衛(wèi)星其他設(shè)備的模擬量和溫度量遙測，經(jīng)選通、AD量 化后形成數(shù)字量信息傳送給串行通信模塊。供電模塊將輸入的+28V電壓經(jīng)DC-DC變化后 為串行通信模塊、指令模塊、遙測采集模塊提供+5V、+12V、-12V二次電源。
[0025] 該星載電子設(shè)備信息鏈路如圖1所示，箭頭方向為信息傳輸方向。具體實現(xiàn)時，采 用"1發(fā)2收"形式的RS422電路，如圖2所示，信息發(fā)送模塊主機可以將信息發(fā)送給接收模 塊的主機和備機，發(fā)送模塊備機可以將信息發(fā)送給接收模塊的主機和備機，兩條信息鏈路 在物理上是完全獨立的。在信息發(fā)送模塊，根據(jù)權(quán)狀態(tài)決定由主機發(fā)出信息還是由備機發(fā) 出信息，在信息接收模塊，其主機和備機均可以接收處理信息，再根據(jù)接收模塊的權(quán)狀態(tài)決 定由其主機還是備機輸出信息給下一級模塊。
[0026] 工作時，每個模塊的主機和備機均周期性檢測本機以及對方的工作狀態(tài)。比如對 于遙測采集模塊，可以檢查采集基準電壓、采集命令等信息。如果采集基準電壓異常，認為 無法采集正確的遙測值，如果一定時間內(nèi)沒有收到采集命令，認為信息接收通道異常。如果 檢測到工作狀態(tài)異常，有權(quán)機可以主動交出權(quán)，無權(quán)機可以自主搶權(quán)。需要檢查的工作狀態(tài) 根據(jù)具體模塊的工作特性具體分析。
[0027] 供電設(shè)計如圖3所示，KU K2、K3、K4、K5、K6均為繼電器，KU K2分別用于供電模 塊主機和備機的供電開關(guān)控制，K3、K4、K5、K6用于控制供電模塊至其他功能模塊的供電選 擇。
[0028] 正常時工作時供電狀態(tài)如表1所示，兩種模式均可供選擇。
[0029] 表1正常時工作情況
[0030]
[0032] 供電模塊和功能模塊故障時的供電狀態(tài)如表2所示。
[0033] 表2故障時工作情況
[0034]
[0035] 以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述 特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影 響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1. 一種基于模塊間交叉冗余的星載電子設(shè)備，其特征在于，包括： 信息鏈路交叉冗余：星載電子設(shè)備中每個模塊均有相互獨立的實現(xiàn)相同功能的主機和 備機；其中，信息發(fā)送模塊主機用于將信息發(fā)送給接收模塊的主機和備機，信息發(fā)送模塊備 機用于將信息發(fā)送給信息接收模塊的主機和備機； 供電鏈路交叉冗余：供電模塊主機用于為星載電子設(shè)備中的其他功能模塊主機和備機 供電，供電模塊備機用于為其他功能模塊主機和備機供電。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模塊間交叉冗余的星載電子設(shè)備，其特征在于，所述信 息鏈路交叉冗余，具體為：信息發(fā)送模塊的主機和備機采用權(quán)信號確定本機是否為有權(quán)機， 有權(quán)機對外輸出信息，無權(quán)機不對外輸出信息。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模塊間交叉冗余的星載電子設(shè)備，其特征在于，所述信 息鏈路交叉冗余，具體為：星載電子設(shè)備加電時，默認主機為有權(quán)機，備機為無權(quán)機。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模塊間交叉冗余的星載電子設(shè)備，其特征在于，所述信 息鏈路交叉冗余，具體為：信息發(fā)送模塊的主機和備機均周期性檢測本機工作狀態(tài)，當(dāng)有權(quán) 機檢測到本機工作異常時，自動交出權(quán)給無權(quán)機。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模塊間交叉冗余的星載電子設(shè)備，其特征在于，所述信 息鏈路交叉冗余，具體為：信息發(fā)送模塊的主機和備機均周期性檢測對方工作狀態(tài)，當(dāng)無權(quán) 機檢測到有權(quán)機工作異常時，無權(quán)機自主從有權(quán)機搶權(quán)成為有權(quán)機。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模塊間交叉冗余的星載電子設(shè)備，其特征在于，所述供 電鏈路交叉冗余，具體為：供電模塊主機和備機均具備整機供電能力。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于模塊間交叉冗余的星載電子設(shè)備，包括：信息鏈路交叉冗余，星載電子設(shè)備中每個模塊均有相互獨立的實現(xiàn)相同功能的主機和備機，信息發(fā)送模塊主機可以將信息發(fā)送給接收模塊的主機和備機，發(fā)送模塊備機可以將信息發(fā)送給接收模塊的主機和備機；供電鏈路交叉冗余，星載電子設(shè)備中供電模塊主機可以為其他功能模塊主機和備機供電，供電模塊備機可以為其他功能模塊主機和備機供電。本發(fā)明可以提高星載電子設(shè)備的可靠性。
【IPC分類】G06F13/40
【公開號】CN105138488
【申請?zhí)枴緾N201510465724
【發(fā)明人】吳侃侃, 李瑞琴, 朱振華, 張娟, 朱維各, 朱寅東, 郭晶晶
【申請人】上海衛(wèi)星工程研究所
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月31日