Построение систем сбора на примере МС «Чибис-М» СКБ КП ИКИ РАН Козлов Вячеслав Максимович

Основные широко используемые типы интерфейсов: Стандартные: Стандартные: RS232, RS422, MilStd 1553, SpWire, RS485, CAN RS232, RS422, MilStd 1553, SpWire, RS485, CAN Нестандартные: Нестандартные: синхронные каналы и другие синхронные каналы и другие

Комплекс научной аппаратуры (КНА) МС «Чибис-М» Приборы комплекса «Гроза»: Приборы комплекса «Гроза»: Радиочастотный анализатор (РЧА) Радиочастотный анализатор (РЧА) Датчик ультрафиолета (ДУФ) Датчик ультрафиолета (ДУФ) Рентгенгамма детектор (РГД) Рентгенгамма детектор (РГД) Цифровая фотокамера (ЦФК) Цифровая фотокамера (ЦФК) Волновой комплекс: Волновой комплекс: Процессор спектрального анализа (ПСА) Процессор спектрального анализа (ПСА) Феррозондовый магнитометр (ФМ) Феррозондовый магнитометр (ФМ) Комбинированные волновые зонды (КВЗ-ПП) Комбинированные волновые зонды (КВЗ-ПП) Индукционный датчик (ДМ) Индукционный датчик (ДМ) Передатчик диапазона 2,2 ГГц, АФУ передатчика; Передатчик диапазона 2,2 ГГц, АФУ передатчика; Антенны прибора РЧА. Антенны прибора РЧА.

Таблица 1. Информационные характеристики комплекса «Гроза» Информационные параметры (10 событий) Приборы РЧАРГДДУФЦФК Длительность события, мс Период / частота оцифровки

Таблица 2. Состав приборов и характеристики волнового комплекса Наименование прибора Информационная производительность по отношению к БНД- Ч Интерфейс ПСА, ДЭП1, ДЭП2 Не более 0,5 Мбайт/сутки Объем накопительной памяти в БНД-Ч не более 2 Мбайт С БНД-Ч CAN ФМ, ДФМНет, обработка в ПСАинтерфейс с ПСА выбирает разработчик ПСА КВЗ-ПП1, КВЗ- ПП2 Нет, обработка в ПСА ДМНет, обработка в ПСА

Блок-схема КНА

Функции приборов комплекса «Гроза»: –Преобразование полезного сигнала (см. табл. 1), запись в кольцевую память (КП); –Генерирование стартового импульса для собственной КП, а также для внешних приборов (все кроме ЦФК); –Параметры фиксации события (по внешней команде от БНД-Ч): расположение внутри события (по началу, по центру, по окончанию), амплитудные параметры уровня; –Прием внешних стартовых импульсов; –БНД-Ч разрешает/запрещает работу от внешнего или от внутреннего стартового импульса; –Настраиваемая длина события (под управлением БНД-Ч); –Отсутствие «мертвого» времени между записью событий; –Количество записанных событий не превышает 10; –После записи 10 событий переход в режим сброса информации КП в БНД-Ч, тип интерфейса между прибором и БНД-Ч - CAN; –По окончанию перезаписи в БНД-Ч приборы переводятся в отключенное состояние; –Формат данных содержит текущее бортовое время с точностью 1 мкс, номер события и др. параметры.

Реализация прибора с использованием периферийного модуля (ПМ)

Подключение волнового комплекса к БНД-Ч

Сопряжение БНД-Ч и БКУ –БНД-Ч получает электропитание от БКУ; –БКУ выдает бортовое время, данные GPS, команды управления по CAN (дублированный вариант); –БНД-Ч выдает в БКУ телеметрическую информацию служебного характера.

Сопряжение БНД-Ч с передатчиком 2,2 ГГц –Выдача сформированного потока данных в передатчик; –Несколько скоростей выдачи информации, средняя 1 Мбит/с; –БНД-Ч выдает информационный поток по линии LVDS (Манчестер-2) на модулятор передатчика; –Служебная телеметрия поступает на БКУ.

Диаграмма работы КНА

Используемые технологии Системы на кристалле (SoC), на базе FPGA фирмы Actel; Системы на кристалле (SoC), на базе FPGA фирмы Actel; IP-ядро процессора Intel186; IP-ядро процессора Intel186; IP-ядро интерфейса CAN; IP-ядро интерфейса CAN; Последовательная шина CAN; Последовательная шина CAN; Периферийный модуль на базе процессора ARM. Периферийный модуль на базе процессора ARM.