SpaceWire - SpaceWire

Specifikace SpaceWire
VytvořilEvropská kosmická agentura
Rychlost2,0–400 Mbit / s
StylSeriál
Rozhraní hotpluggingAno
Externí rozhraníAno
Specifikace konektoru SpaceWire
TypDatový konektor
Historie výroby
NávrhářEvropská kosmická agentura
Obecné Specifikace
Možnost připojení za provozuAno
ExterníAno
Zvukový signálNe
Video signálNe
Špendlíky9
KonektorMicro-D
Data
Datový signálAno
Přenosová rychlost2,0–400 Mbit / s
ProtokolSeriál
Pin out
KolíknázevPopis
Pin 1DIN +Data v poz.
Pin 2SIN +Stroboskop v poz.
Kolík 3Vnitřní štítPřízemní
Pin 4JIŽNÍStrobe Out Neg.
Kolík 5DOUT-Data Out Neg.
Kolík 6RÁMUS-Negativní data
Pin 7HŘÍCH-Stroboskop v negativu.
Kolík 8SOUT +Strobe Out Pos.
Kolík 9DOUT +Data Out Pos.

SpaceWire je kosmická loď komunikační síť částečně založeno na IEEE 1355 standard komunikace. Koordinuje jej Evropská kosmická agentura (ESA) ve spolupráci s mezinárodními kosmickými agenturami včetně NASA, JAXA, a RKA.

V síti SpaceWire jsou uzly propojeny prostřednictvím levných,latence, plny Duplex, bod-bod sériové odkazy a přepínání paketů směrování červí díry směrovače. SpaceWire pokrývá dvě (fyzické a datové spojení) ze sedmi vrstev OSI model pro komunikaci.

Architektura

Fyzická vrstva

Modulace a datové formáty SpaceWire obecně následují kódování stroboskopu dat - signalizace ukončeného diferenciálu (DS-DE) součástí IEEE Std 1355-1995. SpaceWire využívá asynchronní komunikace a umožňuje rychlosti mezi 2 Mbit / s a ​​200 Mbit / s, s počáteční rychlostí signalizace 10 Mbit / s.[1] DS-DE je velmi oblíbený, protože popisuje modulaci, bitové formáty, směrování, řízení toku, a detekce chyb v hardwaru, s malou potřebou softwaru. SpaceWire má také velmi nízkou míru chyb, deterministické chování systému a relativně jednoduchou digitální elektroniku. SpaceWire nahradil starý PECL diferenciální ovladače ve fyzické vrstvě IEEE 1355 DS-DE od nízkonapěťová diferenciální signalizace (LVDS). SpaceWire také navrhuje použití 9kolíkových konektorů vhodných pro vesmírné použití.

SpaceWire a IEEE 1355 DS-DE umožňují širší sadu rychlostí přenosu dat a některé nové funkce pro automatický přenos převzetí služeb při selhání. Funkce převzetí služeb při selhání umožňují datům najít alternativní trasy, takže kosmická loď může mít více datových sběrnic a může být vytvořena tolerantní k chybám. SpaceWire také umožňuje šíření časových přerušení přes odkazy SpaceWire, čímž eliminuje potřebu samostatných časových diskrétů.

Propojit vrstvu

Každý přenesený znak začíná bitem parity a bitem příznaku ovládání dat. Pokud je příznak Data-Control 0bitový, následuje 8bitový znak LSB. Jinak jeden z řídicích kódů, včetně konce paketu (EOP).[2]

Síťová vrstva

Síťové datové rámce vypadají následovně:

Bajt adresyBajt adresy ...ID protokoluData rámce

Pro směrování se používá jeden nebo více bajtů adresy. Adresy jsou fyzické (0-31) nebo logické. Rozdíl je v tom, že fyzické adresy jsou během směrování odstraněny ze záhlaví rámce - což se používá pro směrování založené na směrování (na základě cesty uvedené v samotném rámci). Logické adresy mohou být také smazány, v závislosti na konfiguraci routeru.

Propojení

Hardwarová zařízení mohou být připojena buď přímo, nebo přes router SpaceWire. V prvním případě se k zajištění bezpečného provozu obvykle používají dvojice zařízení, které však řeší software.

Router SpaceWire je obvykle příčný spínač -typ zařízení, pracující v přepínání červí díry režimu. To také může omezit rychlost komunikace na nejnižší společnou rychlost.[3] Rozhodnutí o směrování jsou založena na naprogramované směrovací tabulce a počátečním obsahu příchozího rámce.

Použití

SpaceWire se používá po celém světě.[4]Jeho použití začalo především v ESA projekty, ale v současné době jej používá NASA, JAXA, RKA a mnoho dalších organizací a společností. Některé projekty NASA, které jej používají, zahrnují Vesmírný dalekohled Jamese Webba, Swiftovy Burst Alert Telescope, Lunar Reconnaissance Orbiter, LCROSS, Geostacionární provozní environmentální satelit (GOES-R) a testovací postel SCaN, dříve známá jako komunikační, navigační a síťově rekonfigurovatelná testovací postel (CoNNeCT). Bylo také vybráno Ministerstvo obrany Spojených států pro provozně citlivý prostor. Iniciativy SpaceWire jsou koordinovány mezi několika kosmickými agenturami v rámci CCSDS s cílem rozšířit svůj komunikační model na síťové a transportní vrstvy EU OSI model.

SpaceWire velmi podporuje tolerantní k chybám sítí a systémů, což je jedním z důvodů jeho popularity.[5]

Protokoly

ESA má pro ID protokolu zaveden návrh specifikace.

Následující ID protokolu byla přidělena v ECSS-E-ST-50-11:

ID protokolunázevPopis
1Protokol pro vzdálený přístup do paměti (RMAP )slouží ke vzdálenému přístupu / změně konfigurace registru zařízení
2CCSDS Packet Transfer Protocol [6]běžný protokol používaný k odesílání telecommandů a příjmu telemetrie
238Návrh na Spolehlivý protokol pro doručování dat (RDDP )použitý na GOES-R
239Univerzální protokol sériového přenosu (STUP )Používá se na SMCS-332 ASIC

Reference

  1. ^ „Uživatelská příručka SpaceWire“ (PDF). Star-dundee.com. Citováno 27. října 2019. kapitola 3.3.5
  2. ^ "Znaky SpaceWire". Star-dundee.com. Citováno 28. října 2018.
  3. ^ „Radiačně tolerantní 10násobný router SpaceWire“ (PDF). Gaisler.com. Citováno 28. října 2018.
  4. ^ „Kdo používá SpaceWire? - STAR-Dundee“. Star-dundee.com. Citováno 28. října 2018.
  5. ^ Dr. Barry M Cook; Paul Walker.„Ethernet over SpaceWire - problémy se softwarem“. 4links.co.uk, str. 2
  6. ^ „Space Packet Transfer Protocol“ (PDF). Public.ccsds.org. Citováno 28. října 2018.

Jiné zdroje

externí odkazy

Komerční poskytovatelé vybavení SpaceWire:

SpaceWire IP jádra:

Články: