基于xMAS模型的SpaceWire信誉逻辑的形式化验证

空间总线(SpaceWire)协议是应用于航空航天领域的高速通信总线协议, 保证其可靠性至关重要。但是由于通信系统具有队列量、分布控制和并发性等特点,传统仿真模拟的验证方法存在不完备性的问题,采用模型检测方法对高层次属性进行验证时,通常会出现状态爆炸的问题。基于xMAS模型对SpaceWire通信系统中的信誉逻辑进行形式化建模、验证,xMAS模型既保留了底层的结构信息,又可以验证高层次的属性。对通信系统中信誉逻辑进行抽象进而建立了xMAS模型,提取了可发送性、可接收性和数据一致性等3个关键属性,运用定理证明工具ACL2对关键属性的正确性进行了自动验证。该方法为验证指导下的系统设计提供了有效的参考。     

SpaceWire总线在遥感卫星数传系统中的设计应用

SpaceWire总线是一种面向航天应用的基于LVDS串行传输的新型技术,解决了目前数据传输系统的总线带宽不足问题,并提供一种通用接口标准以简化和规范异种设备之间的互连.文章介绍了SpaceWire总线的技术特点,并对该总线在某型号卫星数传系统中的设计应用进行了分析和研究.     

面向航天应用的SpaceWire节点单元的IP核设计与实现

Space Wire是一种面向航天应用的LVDS串行传输技术,对于解决目前数据处理系统的总线带宽不足和提供一种通用接口标准以简化和规范异种设备之间的互连有着重要作用.文章首先介绍了SpaceWire技术的特点,然后论述了SpaceWire节点单元的IP核设计和实现,最后对实现的结果做了简单介绍.     

基于RMAP_IP核的PCIe-SpaceWire接口卡的研究与实现

针对SpaceWire数据通信的特点,提出一种实现SpaceWire接口卡的方法.通过对SpaceWire总线技术和PCIe总线技术的研究,提出以RMAP_ IP核为基础,利用PCIe实现SpaceWire节点设备与星载主机的通信.重点介绍了SpaceWire接口卡硬件设计的方案,同时自主研制了驱动程序与应用程序对该方法进行了验证.实验表明:该接口卡具有设计简单、尺寸小、应用范围广,以及低功耗等特点,可以实现SpaceWire设备和上位机进行通信的功能,并可用来对SpaceWire网络通信状况进行实时监测.     

用LTL模型检验的方法验证SpaceWire检错机制

SpaceWire是应用于航空航天领域的高速通信总线协议,对SpaceWire设计正确性与可靠性要求极高,由于传统的验证方法,存在不完备性等缺陷,对SpaceWire的严格验证一直是备受关注的问题之一。模型检验以其验证的完备性得到设计人员的重视。提出用线性时态逻辑（LTL）模型检验的方法验证SpaceWire系统的检错机制。在检错模块中,该方法与用分支时态逻辑（CTL）验证方法相比,BDD分配数和状态数明显减少,提高了验证效率,还验证了错误优先级;对检错模块处理的五种错误的发生进行验证,验证结果均为正确。该方法实现了对检错机制的完备性验证。     

Development of High Count-Rate Digital Processing System with SpaceWire for TES-Calorimeter Array

A digital processing system for a TES microcalorimeter array is being developed based on “SpaceWire” interface. In this system, we introduced a trigger logic which can handle double-pulse events due to high count rate in future X-ray missions and several application on the ground experiments. The detailed design and performance of this system is described.      

用于火星探测的声光可调谐滤波器成像光谱仪

面向火星探测,设计并研制了一种基于声光可调谐滤波器(AOTF)原理的成像光谱仪地面原理样机.该样机由前置光机系统和后置电子学系统组成,光学系统采用消色差远心光路结构,工作波段为550～1 000 nm,光谱分辨率为0.9～4.0 nm.在电子学系统中引入可编程片上系统技术,并设计了新型SpaceWire高速总线接口用于数据传输.样机在实验室定标的基础上,搭载于模拟火星探测器上进行了成像试验.试验结果表明:样机成像质量良好;与ASD光谱仪的一致性对比检验表明,光谱测量准确可靠,两者数据匹配精度超过96％.SpaceWire接口实现了100 Mb/s数据率的稳定传输,满足设计指标25 Mh/s的要求.样机的研制为A)TF成像光谱技术在火星遥感探测领域的应用奠定了技术基础.     

一种应用于SpaceWire路由器动态部分重构的容错技术

为满足航天器有效载荷间高速数据多路传输未来发展和空间抗辐射的需求,研究了一种应用于SpaceWire路由器动态部分重构的容错技术。在SpaceWire总线标准网络层分析的基础上,对cell矩阵无阻塞路由增添HanMing编码实现纠一检二,当检测出大于一个错误不能纠正时,采用局部重构的方式对有误的单个cell单元进行三重冗余重构,同时采用Partition Pin来代替传统的总线宏作为静态模块和动态模块的传输枢纽,并对容错前后路由器的资源和延时时间进行了评估和比较。实验结果表明,比将整个路由cell矩阵三模冗余,该方法能够节约硬件资源和减少延迟时间。     

基于假设保证的SpaceWire总线链路接口的组合验证

SpaceWire是一种面向航天应用的高速、全双工的串行总线标准,对其功能正确性的实现具有极高需求。运用模型检验的方法对SST项目中SpaceWire总线链路接口的设计实现与标准规范的一致性进行形式化的验证。在对SpaceWire总线链路接口进行形式建模时,运用假设保证推理,通过抽象环境状态机,建立层次化的组合验证模型,实现了关键功能属性的验证,并有效地解决了状态爆炸问题,缩短验证时间。该方法克服了模拟和测试等传统验证方法的不完备性,为验证SpaceWire总线链路接口设计与实现的功能正确性提供了有效的验证手段。     

高速SpaceWire路由器的设计研究

SpaceWire是由欧航局所提出的高速高可靠性的航空总线标准。首先论述了基于SpaceWire标准的航空总线路由器IP核的设计与实现。SpaceWire路由器由SpaceWire接口和SpaceWire路由开关组成,文中分别介绍了这两部份的设计,并对SpaceWire路由开关的设计提出了新的架构,最后的实验结果说明了所设计的8端路由器的速度达到了 200Mb／s。