一种插箱等效器制造技术

本发明专利技术公开了一种插箱等效器，其模拟的具体功能包括：ａ、模拟真实插箱的外型及机械接口；ｂ、模拟插箱功耗；ｃ、模拟插箱的遥测、程控功能；ｄ、按照总线协议模拟插箱进行１３９４网络数据通讯；ｅ、提供用于系统联试的网络接口，可接收来自地面测试系统中主控计算机的指令、数据流等。由于本发明专利技术插箱等效器模拟出插箱各种功能、功耗、接口等特征，因此能够为地面测试提供一种真实航天器插箱的仿真设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航天器测试
，涉及一种在航天器测试系统中用于模拟各种设 备插箱工作状态的插箱等效器。
技术介绍
航天器(如卫星、飞船等)在设计完成交付使用之前，需要对其中安装的各种软硬 件设备和分系统进行自检和测试，确定各组成部件能够正常工作，达到设计要求。航天器中的各种插箱是重要的被检测对象。但如果直接对插箱本身进行检测，成 本太高且不方便。因此通常采用模拟仿真的检测方法。根据航天器地面测试的要求，地面测试系统应提供一个真实的测试仿真环境，完 成各类设备自身性能的测试及与各种设备间的联合匹配性测试。这就需要一种能够模拟出 插箱各种功能、功耗、接口等特征的装置，用于模拟仿真其性能。
技术实现思路
本专利技术提出了一种插箱等效器，能够模拟出航天器中插箱的各种功能、功耗、接口 等特征，即能够模拟出航天器插箱的真实工作状态。该插箱等效器能够模拟真实的航天器插箱外形及机械接口，模拟插箱的功耗以及 遥测、程控功能，模拟插箱进行1394网络数据通讯(如指令、数据注入，数字量遥测、试验数 据)等。为实现上述目的。本专利技术所采用的技术方案如下一种用于航天器地面测试系统的插箱等效器，该插箱等效器的外形和所提供的机 械接口均模拟真实的航天器插箱；该插箱等效器包括中央处理控制单元、现场可编程门 阵列FPGA芯片、1394功能模块、网络功能模块、程控指令模块、遥测信号模块、负载模块以 及电源模块；中央处理控制单元与遥测信号模块相连，通过FPGA芯片与1394功能模块、网络功 能模块和程控指令模块相连；电源模块与中央处理控制单元、1394功能模块、网络功能模 块、程控指令模块、遥测信号模块和负载模块分别相连；负载模块，通过电源模块的供电，真实模拟航天器插箱的实际功耗。功耗模拟可以 通过对大功率电阻上电实现。FPGA芯片实现中央处理控制单元与1394功能模块、网络功能模块、程控指令模块 的接口功能；程控指令模块，提供程控接口，用于通过程控接口接收地面测试系统发出的程控 指令，并通过FPGA芯片将程控指令发送给中央处理控制单元。为了避免指令传输受到线路影响，程控指令进入程控指令模块之前，可以进一步 用光耦模块对程控指令进行光电隔离。网络功能模块，提供网络总线接口，用于通过网络总线接口与地面测试系统进行通信，接收来自地面测试系统的设置指令，将所接收的设置指令通过FPGA芯片发送给中央 处理控制单元；1394功能模块，提供与真实航天器中的1394总线接口具有相同电气特征和机械 特性的1394总线接口，通过1394总线接口实现插箱等效器与地面测试系统的通讯；将来自 地面测试系统的1394总线控制指令和1394数据通过FPGA芯片发送给中央处理控制单元， 将来自中央处理控制单元的总线指令执行状态或数据接收状态回传给地面测试系统；在中 央处理控制单元的控制下，向地面测试系统发送数字量遥测数据，向地面测试系统发送设 定内容的1394试验数据；中央处理控制单元，控制本插箱等效器中各模块的协同工作接收来自程控指令 模块的程控指令，并执行相应处理；根据来自网络功能模块的设置指令，进行工作状态设置 操作；在设置的工作状态下，通过1394功能模块向地面测试系统发送设定内容的1394试验 数据；接收来自1394功能模块的1394总线控制指令和1394数据，并进行响应；遥测信号模块，提供与真实航天器中的遥测接口具有相同电气特征和机械特性的 遥测接口，在中央处理控制单元的控制下，模拟并通过遥测接口输出遥测信号的模拟量；电源模块，将插箱等效器的供电电压转换为插箱等效器中各组成模块的工作电 压，为插箱等效器的各组成模块供电。该插箱等效器进一步包括串口功能模块，作为网络功能模块的备份，实现与主控 计算机通信。该插箱等效器进一步包括测温电阻，测温电阻安装在本插箱等效器内部上表面的 中间，测温电阻的两端引出插箱等效器，形成测温电阻接口。其中，上述网络功能模块接收的设置指令包括1394样本包设置指令；那么，中央处理控制单元输出1394试验数据时，将1394样本包设置指令中的1394 样本包内容作为1394试验数据的内容。上述网络功能模块接收的设置指令还可以包括传输速率设置指令、连续发送指 令、开始发送指令、停止发送指令；那么，当中央处理控制单元接收到连续发送指令时，控制1394功能模块按照设定 好的传输速率连续发送设定好的1394样本包给地面测试系统；当中央处理控制单元接收到开始发送指令和停止发送指令时，控制1394功能模 块在开始发送指令到来时，按照设定好的传输速率连续发送设定好的1394样本包给地面 测试设备，在停止发送指令到来时，停止发送。由以上所述可以看出，本专利技术具有如下有益效果本专利技术的插箱等效器具有与真实航天器插箱相同的外形，因此该插箱等效器可以 插入地面测试系统的机柜中，从而接受地面测试系统的测试。该插箱等效器中具有负载模块，该模块能够模拟插箱工作时因器件发热引起的温 度变化，插箱等效器对功耗的模拟不仅可以为地面测试系统提供真实的温度环境，从而令 地面测试系统进行热循环测试，更重要的是，还可以测试插箱等效器中各通信模块的在高 温环境下的耐受性。由于高温还可能引起电子元件的相互干扰，因此对温度环境的模拟还 可以测试各通信模块相互干扰性和匹配性，从而在更为真实的环境下实现对插箱等效器的 测试。插箱等效器机械接口以及遥测功能、1394网络数据通讯功能也模拟真实插箱，因 此本插箱等效器能够模拟出航天器插箱的真实工作状态。将该插箱等效器还专为地面测试 系统提供了多种测试接口，包括网络接口、串行接口，使得插箱等效器能够在测试过程中接 受地面测试系统的各种控制指令，且多个测试接口相互备份，确保插箱能够有效接收地面 测试设备的控制指令。本插箱等效器应用在地面测试系统中，能够协助地面测试设备完成各类设备自身 性能的测试及与各种设备间的联合匹配性测试。附图说明图1为本专利技术优选实施方式的结构组成框图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的优选实施方式做进一步详细说明。本专利技术提供了一种插箱等效器，其需要模拟的具体功能包括a、模拟真实插箱的外型及机械接口 ；b、模拟插箱功耗；C、模拟插箱的遥测、程控功能；d、按照总线协议模拟插箱进行1394网络数据通讯(指令、数据注入、数字量遥测、 高速等时数据)；e、提供用于系统联试的网络接口，可接收来自地面测试系统中主控计算机的指 令、数据流等。为了实现上述功能，本专利技术插箱等效器的外形和机械接口均模拟真实的航天器插 箱进行设置。该插箱等效器包括中央处理控制单元、现场可编程门阵列(FPGA)芯片、1394 功能模块、网络功能模块、串口功能模块、程控指令模块、遥测信号模块、负载模块以及电源 模块。上述各模块的连接关系为中央处理控制单元与遥测信号模块相连，并通过FPGA 芯片与1394功能模块、网络功能模块和程控指令模块相连；电源模块与中央处理控制单 元、1394功能模块、网络功能模块、程控指令模块、遥测信号模块和负载模块分别相连。下面针对各模块进行详细描述。(1)负载模块负载模块通过电源模块的供电，真实模拟航天器插箱的实际功耗。该负载模块是 本插箱等效器的重要组成部分。由于负载模块的存在，使得插箱等效器可以模拟插箱工作 时因器件发热引起的温度变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于航天器地面测试系统的插箱等效器，其特征在于，该插箱等效器的外形和所提供的机械接口均模拟真实的航天器插箱；该插箱等效器包括：中央处理控制单元、现场可编程门阵列ＦＰＧＡ芯片、１３９４功能模块、网络功能模块、程控指令模块、遥测信号模块、负载模块以及电源模块；中央处理控制单元与遥测信号模块相连，通过ＦＰＧＡ芯片与１３９４功能模块、网络功能模块和程控指令模块相连；电源模块与中央处理控制单元、１３９４功能模块、网络功能模块、程控指令模块、遥测信号模块和负载模块分别相连；负载模块，通过电源模块的供电，真实模拟航天器插箱的实际功耗；ＦＰＧＡ芯片实现中央处理控制单元与１３９４功能模块、网络功能模块、程控指令模块的接口功能；程控指令模块，提供程控接口，用于通过程控接口接收地面测试系统发出的程控指令，并通过ＦＰＧＡ芯片将程控指令发送给中央处理控制单元；网络功能模块，提供网络总线接口，用于通过网络总线接口与地面测试系统进行通信，接收来自地面测试系统的设置指令，将所接收的设置指令通过ＦＰＧＡ芯片发送给中央处理控制单元；１３９４功能模块，提供与真实航天器中的１３９４总线接口具有相同电气特征和机械特性的１３９４总线接口，通过１３９４总线接口实现插箱等效器与地面测试系统的通讯；将来自地面测试系统的１３９４总线控制指令和１３９４数据通过ＦＰＧＡ芯片发送给中央处理控制单元，将来自中央处理控制单元的总线指令执行状态或数据接收状态回传给地面测试系统；在中央处理控制单元的控制下，向地面测试系统发送数字量遥测数据，向地面测试系统发送设定内容的１３９４试验数据；中央处理控制单元，控制本插箱等效器中各模块的协同工作：接收来自程控指令模块的程控指令，并执行相应处理；根据来自网络功能模块的设置指令，进行工作状态设置操作；在设置的工作状态下，通过１３９４功能模块向地面测试系统发送设定内容的１３９４试验数据；接收来自１３９４功能模块的１３９４总线控制指令和１３９４数据，并进行响应；遥测信号模块，提供与真实航天器中的遥测接口具有相同电气特征和机械特性的遥测接口，在中央处理控制单元的控制下，模拟并通过遥测接口输出遥测信号的模拟量；电源模块，将插箱等效器的供电电压转换为插箱等效器中各组成模块的工作电压，为插箱等效器的各组成模块供电。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雍国富，郝建伟，刘梅，王树民，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司第五研究院第五一三研究所，
类型：发明
国别省市：37