复杂光电载荷多总线测试方法研究

发布时间：2017-10-17 05:29

  本文关键词：复杂光电载荷多总线测试方法研究

  更多相关文章： 1553B RS422 高光谱大气探测仪 总线测试 多总线系统

【摘要】：某卫星载荷高光谱大气探测仪主要用于探测大气温度和湿度的三维分布,由于该复杂的光电系统涉及多个独立控制系统,因此设计采用了1553B作为外部总线以及RS422作为内部总线的多总线结构,从而实现载荷与外部的通讯以及内部模块之间的数据交换。作为卫星各子系统进行数据交换和通信的枢纽,1553B和RS422总线构成的多总线系统结构的稳定性与可靠性关系到整个探测系统的功能和性能,因此研究此类多总线体系的相关测试方法具有重要的实际应用价值。论文在对1553B和RS422总线进行详细分析的基础上,探究并总结了两种总线在物理层和协议层的测试方法。物理层测试除了基本波形、噪声等串行总线一致性测试外还包括各类底层故障注入测试;协议层的测试内容包括对帧同步、有效数据、终端地址、命令方式、校验位的测试,以及对特定比特位翻转、终端地址置错等故障注入测试。此外针对RS422总线的协议层测试需求,提出将1553B配置成不同终端特性的工作方式应用到RS422总线网络中,实现对RS422总线网络的监视与控制。根据以上提出的测试方法与高光谱大气探测仪实际测试需求,并结合探测仪内、外部总线高层通信协议规范,设计并搭建了一种用于地面试验的多总线测试平台。该平台通过将1553B端口与RS422端口同时接入卫星载荷,配置两种总线的相关终端特性(总线控制、远程终端、总线监视),开发人机交互界面进行内外部指令的联合注入与监视,实现对卫星载荷的完整监控、通讯测试、故障检测和数据记录。最后利用自行设计的测试平台与测试方法,对载荷进行了地面实验和功能验证。经实验证明该平台与测试方法能够对具备多总线结构的卫星载荷进行更有效、全面的地面测试,提高了卫星载荷的地面测试能力。
【关键词】：1553B RS422 高光谱大气探测仪 总线测试 多总线系统
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V447.1
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究状况10-13
• 1.2.1 国外发展状况10-12
• 1.2.2 国内发展状况12-13
• 1.3 课题研究内容13-14
• 第二章 总线结构与协议概述14-25
• 2.1 1553B总线14-17
• 2.1.1 1553B总线概况14-15
• 2.1.2 1553B总线功能配置15-17
• 2.1.2.1 总线控制器（BC）功能15-17
• 2.1.2.2 总线监视器（BM）功能17
• 2.1.2.3 远程终端（RT）功能17
• 2.2 RS422总线17-19
• 2.3 高层通讯协议19-24
• 2.3.1 网络拓扑结构19-20
• 2.3.2 1553B外部总线高层通讯协议约定20-22
• 2.3.2.1 终端地址规定20-21
• 2.3.2.2 子地址规定21-22
• 2.3.3 RS422内部总线高层通讯协议约定22-24
• 2.3.3.1 内部总线的设计规则22
• 2.3.3.2 RS422内部总线数据链路层规定22-23
• 2.3.3.3 RS422内部总线终端地址规定23-24
• 2.3.3.4 RS422内部总线通讯周期安排24
• 2.4 小结24-25
• 第三章 总线测试方法25-39
• 3.1 多总线系统测试流程25-26
• 3.2 物理层测试26-33
• 3.2.1 1553B物理层测试内容和测试方法26-29
• 3.2.1.1 波形测试26-28
• 3.2.1.2 1553B物理层故障注入28-29
• 3.2.2 RS422物理层测试内容和测试方法29-32
• 3.2.2.1 发送端电气信号测试29-31
• 3.2.2.2 接收器电气信号测试31
• 3.2.2.3 RS422物理层故障注入31-32
• 3.2.3 物理层自动化测试32-33
• 3.3 协议层测试33-36
• 3.3.1 1553B协议层测试方法33-35
• 3.3.1.1 总线控制器协议测试33
• 3.3.1.2 远程终端协议测试33-34
• 3.3.1.3 总线监视器测试34
• 3.3.1.4 1553B协议层故障注入测试34-35
• 3.3.2 RS422协议层测试方法35-36
• 3.3.2.1 RS422总线网络主设备、从设备测试35
• 3.3.2.2 RS422总线网络监视测试35-36
• 3.3.2.3 RS422协议层故障注入36
• 3.4 多总线集成测试36-37
• 3.5 小结37-39
• 第四章 多总线测试平台设计39-54
• 4.1 多总线测试平台工作框图39-40
• 4.2 多总线测试平台功能设计40
• 4.3 多总线测试平台硬件结构设计40-44
• 4.3.1 1553B硬件接口设计40-41
• 4.3.2 RS422硬件设计41-44
• 4.3.2.1 RS422总线拓扑结构42-43
• 4.3.2.2 RS422阻抗匹配43-44
• 4.4 多总线测试平台软件设计44-53
• 4.4.1 1553B通讯测试模块设计44-49
• 4.4.1.1 1553B通讯测试模块主要功能46-47
• 4.4.1.2 1553B软件结构47-49
• 4.4.2 RS422通讯监视模块设计49-53
• 4.4.2.1 RS422监视模块功能设计50-51
• 4.4.2.2 RS422软件结构51-53
• 4.5 小结53-54
• 第五章 测试实验结果54-65
• 5.1 物理层测试结果分析54-61
• 5.1.1 1533B物理层测试结果54-58
• 5.1.2 RS422物理层测试结果58-61
• 5.2 多总线测试平台实验结果61-64
• 5.2.1 1533B通讯测试模块测试结果61-62
• 5.2.2 RS422通讯监视模块测试结果62-64
• 5.3 小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 课题成果与创新点65
• 6.2 展望65-67
• 参考文献67-70
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果70

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本文编号：1047091