SpaceWire - SpaceWire

Технические характеристики SpaceWire
СделаноЕвропейское космическое агентство
Скорость2,0–400 Мбит / с
СтильСерийный
Интерфейс горячего подключенияда
Внешний интерфейсда
Технические характеристики разъема SpaceWire
ТипРазъем данных
История производства
ДизайнерЕвропейское космическое агентство
Основные Характеристики
Горячее подключениеда
Внешнийда
Звуковой сигналНет
Видео сигналНет
Булавки9
КоннекторMicro-D
Данные
Сигнал данныхда
Битрейт2,0–400 Мбит / с
ПротоколСерийный
Закрепить
ШтырьИмяОписание
Контакт 1DIN +Данные в поз.
Контакт 2SIN +Строб в поз.
Пин 3Внутренний щитЗемля
Штырь 4ЮГStrobe Out Neg.
Штырь 5DOUT-Данные Out Neg.
Пин 6DIN-Данные в отр.
Штырь 7ГРЕХ-Строб в отриц.
Пин 8ЮГ +Strobe Out Поз.
Пин 9DOUT +Данные Out Pos.

SpaceWire это космический корабль сеть связи частично на основе IEEE 1355 стандарт связи. Его координирует Европейское космическое агентство (ЕКА) в сотрудничестве с международными космическими агентствами, включая НАСА, JAXA, и RKA.

В сети SpaceWire узлы соединены недорогими, недорогимизадержка, полнодуплексный, точка-точка последовательные ссылки и коммутация пакетов маршрутизация червоточины роутеры. SpaceWire охватывает два (физический и канал передачи данных) из семи уровней Модель OSI для связи.

Архитектура

Физический слой

Модуляция SpaceWire и форматы данных обычно соответствуют кодирование строба данных - дифференциальная сигнализация (DS-DE) часть стандарта IEEE Std 1355-1995. SpaceWire использует асинхронная связь и обеспечивает скорость от 2 Мбит / с до 200 Мбит / с с начальной скоростью передачи сигналов 10 Мбит / с.[1] DS-DE пользуется большим успехом, потому что он описывает модуляцию, битовые форматы, маршрутизацию, управление потоком, и обнаружение ошибок аппаратно, без необходимости в программном обеспечении. SpaceWire также имеет очень низкий уровень ошибок, детерминированное поведение системы и относительно простую цифровую электронику. SpaceWire заменил старый PECL дифференциальные драйверы на физическом уровне IEEE 1355 DS-DE от низковольтная дифференциальная сигнализация (LVDS). SpaceWire также предлагает использовать 9-контактные разъемы, пригодные для использования в космосе.

SpaceWire и IEEE 1355 DS-DE позволяют использовать более широкий набор скоростей для передачи данных, а также некоторые новые функции для автоматического аварийное переключение. Функции аварийного переключения позволяют данным находить альтернативные маршруты, поэтому у космического корабля может быть несколько шин данных, и отказоустойчивой. SpaceWire также позволяет передавать временные прерывания по каналам SpaceWire, устраняя необходимость в отдельных дискретных моментах времени.

Связующий слой

Каждый передаваемый символ начинается с бита четности и бита флага управления данными. Если флаг управления данными является 0-битным, следует 8-битный символ LSB. В противном случае один из управляющих кодов, включая конец пакета (EOP).[2]

Сетевой уровень

Кадры сетевых данных выглядят следующим образом:

Адресный байтАдресный байт ...ID протоколаДанные кадра

Для маршрутизации используются один или несколько байтов адреса. Адреса бывают либо физические (0-31), либо логические. Разница в том, что физические адреса удаляются из заголовка кадра во время маршрутизации, что используется для маршрутизации на основе переходов (на основе пути, указанного в самом кадре). Логические адреса также могут быть удалены, в зависимости от конфигурации маршрутизатора.

Взаимосвязь

Аппаратные устройства могут быть подключены напрямую или через роутер SpaceWire. В первом случае обычно используются пары устройств, чтобы гарантировать безотказную работу, но это, однако, обрабатывается программным обеспечением.

Маршрутизатор SpaceWire обычно поперечный переключатель -типа, работающего в переключение червоточины режим. Это также может ограничить скорость связи до самой низкой общей скорости.[3] Решения о маршрутизации основываются на запрограммированной таблице маршрутизации и исходном содержании входящего кадра.

Использует

SpaceWire используется по всему миру.[4]Его использование началось в основном в ЕКА проектов, но в настоящее время используется НАСА, JAXA, RKA, и многие другие организации и компании. Некоторые проекты НАСА, использующие его, включают Космический телескоп Джеймса Уэбба, Свифта Телескоп с предупреждением о взрыве, то Лунный разведывательный орбитальный аппарат, LCROSS, то Геостационарный оперативный спутник окружающей среды (GOES-R) и испытательный стенд SCaN, ранее известный как реконфигурируемый испытательный стенд связи, навигации и сети (CoNNeCT). Он также был выбран Министерство обороны США для оперативно реагирующего пространства. Инициативы SpaceWire координируются между несколькими космическими агентствами в рамках CCSDS чтобы расширить свою коммуникационную модель на сетевой и транспортный уровни Модель OSI.

SpaceWire высоко поддерживает отказоустойчивой сетей и систем, что является одной из причин его популярности.[5]

Протоколы

ESA имеет проект спецификации для идентификатора протокола.

Следующие идентификаторы протокола были назначены в ECSS-E-ST-50-11:

ID протоколаИмяОписание
1Протокол удаленного доступа к памяти (RMAP )используется для удаленного доступа / изменения конфигурации регистрации устройств
2Протокол передачи пакетов CCSDS [6]общий протокол, используемый для отправки телекоманд и получения телеметрии
238Предложение по Протокол надежной доставки данных (RDDP )используется на GOES-R
239Универсальный протокол последовательной передачи (СТУП )Используется на SMCS-332 ASIC

Рекомендации

  1. ^ «Руководство пользователя SpaceWire» (PDF). Star-dundee.com. Получено 27 октября 2019. глава 3.3.5
  2. ^ "Персонажи SpaceWire". Star-dundee.com. Получено 28 октября 2018.
  3. ^ «Радиационно-устойчивый маршрутизатор 10x SpaceWire» (PDF). Gaisler.com. Получено 28 октября 2018.
  4. ^ «Кто использует SpaceWire? - СТАР-Данди». Star-dundee.com. Получено 28 октября 2018.
  5. ^ Д-р Барри М. Кук; Пауль Волкер.«Ethernet через SpaceWire - программные проблемы». 4links.co.uk, стр. 2
  6. ^ "Протокол передачи космических пакетов" (PDF). Public.ccsds.org. Получено 28 октября 2018.

Другие источники

внешняя ссылка

Коммерческие поставщики оборудования SpaceWire:

IP-ядра SpaceWire:

Статьи: