谭庆贵, 徐争放[1]2010年在《空间与环境探测星载高速光纤数据总线》文中研究说明随着空间与环境探测技术的快速发展,对空间与环境探测星载总线的信息带宽、码速率、可靠性以及容错能力等提出了很高的要求。根据国内外光纤总线技术的发展水平,研究分析了空间光纤数据总线的拓扑结构、模块功能、数据链路层特点和冗余方案。结果表明,此空间光纤数据总线数据处理速度可达到1.458Gbit/s,能够有效提高信息实时处理能力,为空间与环境探测卫星提供一种高可靠性、容错能力强的光纤总线。
邱奕[2]2016年在《弹载光纤总线监控技术研究》文中进行了进一步梳理未来导弹应当具备更高的飞行速度、更高速更实时的数据传输能力和更深度的系统综合能力。高速光纤总线是一种极有潜力应用于航天的总线,对其总线数据的监控已经成为其应用于弹上的关键问题。结合弹上数据监控的特点,介绍了弹载光纤总线数据传输的基本原理,分析了弹载光纤总线数据的分布式数据采集、分布数据的集中和总线时钟同步叁大技术难点,提出了数据静默采集、防止重复采集、监控地址动态识别、防止监控帧阻塞等一系列的方法以解决弹载光纤总线的分布式存储和存储数据集中收集的问题,同时参考了IEEE1588标准的时钟同步原理,建立了弹载光纤总线的高精度时钟同步机制,解决了高精度时钟同步的问题。针对上述监控和同步方法,完成了可监控弹载光纤总线的硬件设计,实现了系统工作时FPGA芯片的逻辑设计,并利用设计好的逻辑和硬件进行了可监控弹载光纤总线的系统设计。进行了交换、监控、时钟同步的仿真和实物实验,结果表明可监控弹载光纤总线系统能够在不影响正常总线数据传输的前提下,保障光纤总线数据的分布式存储、存储数据集中到监控节点和节点间时钟高精度同步,同时能够实现监控节点位置的自动识别,最终实现可任意位置挂载监控节点的光纤总线监控。该系统的研制有助于提高航天研发的设计效率、降低航天实验的测试难度、推进导航制导的算法优化,有助于航天控制系统的进一步发展。
唐宁[3]2014年在《基于光纤总线的弹上信息传输技术研究》文中研究说明导弹功能的拓展、性能要求的提升和执行作战任务环境的复杂化,都对弹上信息的传输共享、数据交换和综合处理提出更高的要求。导弹作为一次性使用、不可维修且无人控制的飞行平台,在工作中会遇有较强的机械振动与各种电磁干扰,且工作在气压、洁净度、温湿度变化不稳定的严酷自然环境中,如何保证弹上信息迅速、可靠、准确的传输,是弹上信息传输亟待解决的关键性技术。新一代弹上信息传输系统需要具备传输容量大、实时性能好、可靠性能高的性能需求。高速光纤总线网络以其高带宽、轻质量、高可靠性及良好的电磁兼容性,成为实现弹上综合信息一体化传输的有效途径。目前国内光纤传输技术在弹上控制系统领域内有研究,对弹上综合信息传输系统的应用研究还处于初级阶段。本文对基于光纤总线的弹上信息传输技术进行研究,针对弹上信息传输内容众多,且在时间上传输量不均匀的特点进行了深入地分析,完成基于光纤总线的弹上探测、制导、控制一体化信息传输方案设计,最后通过理论分析和实验测试验证设计方案的可行性。全文分为四个部分:第一部分主要是开展弹上综合信息传输需求分析。主要研究弹上信息系统的构成,分析各种探测、制导、控制信息的产生、流向、性质、采样周期及数据传输特点,开展对弹上信息传输的需求分析,为传输方案设计提供基本依据。第二部分主要是对弹上总线技术进行研究。分析总线基本概念,研究网络拓扑结构和弹上总线结构;分析总线协议规范,研究总线介质访问方法和总线仲裁,探讨了总线上信息产生堵塞和冲突的基本解决办法;研究应用于弹上平台的总线技术,优选出适用于第一部分需求分析的总线技术,为传输方案设计奠定基础。第叁部分是基于光纤总线的弹上信息传输方案设计。介绍总线方案设计思路;针对弹上传输信息量不均匀的特点,采用通用和专用总线相结合的多总线传输方案:通用总线采用MIL-STD-1773总线技术,专用总线采用光纤通道FC总线技术。该总线方案较好地兼顾了大小数据包的传输效率,达到了稳定传输、高效使用的目的,通过对其性能分析,论证了设计方案是可行的。第四部分是弹上通信原型系统设计及性能测试。构建测试专用总线传输性能的通信原型系统,完成弹上通信原型系统硬件和软件设计,并在弹载环境下测试系统性能。通过实验测试表明,原型系统在实时性和可靠性等方面达到设计指标要求。
曹素芝, 张善从[4]2011年在《基于无源光网络的高速光纤总线技术研究》文中进行了进一步梳理随着航天遥感类载荷性能的提高,其数据量大幅增加,对高速数据传输提出了更高要求。针对航天环境的高可靠性要求,提出了一种基于命令响应式协议的新型高速光纤总线结构,即把无源光网络技术与FC-AE-1553协议相结合,采用高生存性的逆向双环的冗余拓扑结构搭建了地面演示验证系统。实验表明,新的光纤总线系统通信速率可达2.5Gbps,容易隔离失效节点,所用设备简单,可靠性高,满足航天工程应用需求,具有较强的实用价值。
彭刚锋[5]2001年在《高速光纤数据总线技术研究》文中研究指明本文以国防科工委“九五”重点预研项目“机载实时容错分布式计算机系统”和“机载高速数据总线技术”两项课题为研究背景，详细讨论了高速光纤数据总线技术以及智能式FDDI适配器的设计与实现方法。 高速光纤数据总线技术是新一代航空电子系统实现综合化、数字化和智能化的核心和支柱，对实现航空电子系统功能的综合、提高飞机的作战能力和生存能力起着决定性的作用。 本文首先总结和分析了国内外航空电子系统和机载数据总线技术的发展历程、现状及趋势，明确了新一代机载数据总线的发展方向——高吞吐量的通信带宽、光纤作为传输介质、分布式控制和强大的容错与重构能力。在此基础之上，本文讨论了二十多年来出现的几种数据总线技术，并且深入分析了FDDI协议，对其中两个最有希望成为我国新一代航空电子系统的高速数据总线——线性令牌传递总线（LPTB）和光纤分布式数据接口（FDDI）进行比较分析，得出结论：FDDI不仅拥有诸多数据总线方面的优越特性，而且得到了商业领域的广泛应用和验证，将会成为我国新一代机载高速光纤数据总线的首选。 本文重点介绍了智能式FDDI适配器的设计和实现。在对FDDI协议深入分析的基础上，给出了FDDI适配器的设计方案，详细描述了FDDI适配器设计和实现方法。最后，本文还从机载应用出发对FDDI性能优化方法进行了讨论。 “机载实时容错分布式计算机系统”和“机载高速数据总线技术”两项课题已经全面完成，通过了中国航空工业第一集团公司和国防科工委的验收，获得了专家们的很高评价。FDDI通信系统的测试结果表明，FDDI高速数据总线技术研究达到了预期的目标，相信会在我国下一代战机研制中发挥重要作用。
李宝旺[6]2014年在《光纤总线在多级导弹控制系统中应用的研究》文中提出总线网络通讯系统是导弹电气系统的重要组成部分，越来越多的导弹武器系统都是通过总线网络完成飞行过程中控制指令、测试数据的传输。在导弹武器系统上应用较多的1553B总线以及CAN总线速率越来越不能满足多级导弹控制系统需求，具有高速率、高可靠性、高抗干扰性等优点的光纤总线应用到多级导弹武器系统中已成为未来发展趋势。现有的光纤总线标准存在数量少、不成体系、实用性差等问题，不能满足多级导弹控制系统的应用。本文提出一种高速实时光纤总线实现方案，从总体架构、网络拓扑结构、底层网络以及光收发一体模块等方面对方案进行了细化设计。然后，对高速实时光纤总线IP核的设计进行了重点的阐述。光纤总线IP核是实现总线协议的最重要部分，采用FPGA进行协议时序控制。IP核设计涉及到数据缓冲、协议存储管理、存储器接口、CPU接口以及配置管理等需求，运行模式主要有BC模式、RT模式、BM模式。各个模块以及功能主要通过状态机实现。最后，选用星型＋树型总线结构作为最后拓扑方案，对设计的高速实时光纤总线系统进行了物理搭建，并对光收发器以及光耦合器以及IP核的部分功能进行了测试，验证了高速实时光纤总线应用于多级导弹控制系统的可行性。
董建云, 詹平, 高杰, 张春生, 何岸[7]2010年在《车载高速光纤总线技术》文中研究指明介绍了一种新的高速光纤总线技术——车载高速光纤总线技术的工作原理和应用方案,并分析了该技术的应用对将来车载平台的可维护性、电磁兼容性和可靠性等方面带来的提高,最后提出了该项技术的应用前景。
唐敏, 饶垚, 蒋东新, 胡伟, 何磊[8]2015年在《高速光纤总线技术研究》文中研究说明分析了几种常见高速光纤总线技术在物理层、链路层和逻辑层上的相似性和差异性,且研究在实际工程应用中的可用性和可靠性。
魏玉华, 朱云周, 高卓[9]2016年在《一种基于复合拓扑结构的鱼雷高速光纤总线设计》文中研究指明随着鱼雷武器功能的增加、性能的提高以及执行作战任务的日益复杂,传统采用的工业现场总线和行业总线难以适应未来信息化武器装备的发展,鱼雷开放式总线通信技术已经成为大势所趋。根据鱼雷内部数据通信特点和需求,开展了适合鱼雷内部使用光纤总线的拓扑分析和系统设计,采用全双工交换以太网技术,提出了一种基于复合拓扑结构的雷内高速光纤数据总线。设计分析和样机试验表明,该总线具有高带宽、低延迟、可靠性好等优点,可以满足鱼雷内部系统间信息共享要求。
王晓露[10]2018年在《一种无主多点光纤现场总线结构及通讯协议的研究与设计》文中提出本课题针对车辆测试、无人机测试、危险环境试验等应用需求,研究一种无主多点光纤总线,实现对被测系统上多个设备节点的实时高速通讯。由于车辆、无人机等系统内部设备节点多,对总线技术传输距离、传输容量、实时性和可靠性的要求高,传统的总线技术已难以满足系统的需求,因此本课题研究了一种通信速率快、通信距离远、实时性高的光纤现场总线技术,以分时与自由竞争相结合的总线协议、高速光收发模块、星型拓扑结构等具体实施手段,解决了系统多节点、远距离高可靠性实时通讯的问题。本课题针对该新型光纤现场总线进行了如下研究:(1)总体方案研究。为搭建新型光纤现场总线,首先需要考虑采用何种拓扑结构能够实现多节点间高速、高可靠性实时通讯。课题分别对环形拓扑和星形拓扑结构进行比较分析和优化,确定了采用结构更简单、节点功率一致性更好的星形拓扑结构,完成了总线接口电路架构和协议模型的构建。(2)硬件接口模块设计与实现。硬件接口电路中包含了与总线部分连接的光收发模块部分,以及与现场设备之间连接的数字通讯模块部分。根据系统的参数需求,进行各类芯片的选型,进行电路的原理图设计与PCB设计,PCB电路仿真结果表明硬件电路能够满足信号完整性设计要求。(3)光纤现场总线协议研究与实现。根据光纤现场总线对实时性、灵活性等方面的要求,设计了一种基于时分多址的总线协议。该协议将总线通信过程划分成了多个基本周期,每个基本周期内包含固定时间窗和自由时间窗,其中,高实时性由固定时间窗部分体现,高灵活性由自由时间窗部分体现。最后,根据光纤现场总线硬件平台,对总线协议进行测试,验证总线通信过程能够按照总线协议严格进行,总线性能满足课题提出的设计需求。
参考文献：
[1]. 空间与环境探测星载高速光纤数据总线[J]. 谭庆贵, 徐争放. 空间电子技术. 2010
[2]. 弹载光纤总线监控技术研究[D]. 邱奕. 中国航天科技集团公司第一研究院. 2016
[3]. 基于光纤总线的弹上信息传输技术研究[D]. 唐宁. 国防科学技术大学. 2014
[4]. 基于无源光网络的高速光纤总线技术研究[J]. 曹素芝, 张善从. 宇航学报. 2011
[5]. 高速光纤数据总线技术研究[D]. 彭刚锋. 西北工业大学. 2001
[6]. 光纤总线在多级导弹控制系统中应用的研究[D]. 李宝旺. 哈尔滨工业大学. 2014
[7]. 车载高速光纤总线技术[J]. 董建云, 詹平, 高杰, 张春生, 何岸. 光通信技术. 2010
[8]. 高速光纤总线技术研究[J]. 唐敏, 饶垚, 蒋东新, 胡伟, 何磊. 重庆第二师范学院学报. 2015
[9]. 一种基于复合拓扑结构的鱼雷高速光纤总线设计[J]. 魏玉华, 朱云周, 高卓. 鱼雷技术. 2016
[10]. 一种无主多点光纤现场总线结构及通讯协议的研究与设计[D]. 王晓露. 浙江大学. 2018
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