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SpaceWire cPCI Mk2

时间: 2016-6-16  来源:   作者: sxstart

  • SpaceWire cPCI Mk2

                                      cpci.png

    SpaceWire cPCI Mk2是STAR-Dundee公司广泛运用的SpaceWire compact PCI接口板卡的最新开发产品。该板卡提供了三个SpaceWire接口,并带有高效的主机软件支持,用于直接访问主机存储器的SpaceWire数据包的高速发送和接收。另外,提供了一个硬件的数据生成器和校验器用于最终的高速数据包处理。
    采用已验证的STAR-Dundee compact PCI平台,并且考虑到航天器工程师反馈,cPCI MK2提供了SpaceWire测试设备目前需要的必要性能。SpaceWire cPCI Mk2适用于SpaceWire设备开发的所有阶段:最初的SpaceWire评估,仪器仿真,控制系统仿真,单元测试,集成支持以及EGSE(地面电子支持设备).
    主要特点
    三个SpaceWire接口:每个接口都完全符合SpaceWire标准,并能够最高工作于200Mbits/s的速度。每条链路上对应一个LED来显示各自的状态。
    强大的SpaceWire路由选择功能: 结合STAR‐Dundee先进的SpaceWire路由选择技术,cPCI Mk2能够在SpaceWire端口之间以及这些端口和cPCI接口之间进行数据包的路由选择。 支持路径和逻辑寻址并带有一个路由器配置端口。这就使得SpaceWire路由技术可以使用cPCI Mk2进行开发,并使得SpaceWire通信转换变得非常容易。
    SpaceWire接口模式: 除了路由器模式可以提供完整的路由选择功能外,PCI Mk2同样包含了接口模式,允许数据包在每个SpaceWire链路上独立进行传输和接收。在SpaceWire链路上接收到的信息自动传输到软件,而无需通过路由选择。 由于它的简单,使得在初次使用SpaceWire时,该模式将会非常有用。
    数据包生成: 硬件数据包生成器可以生成带有特定数据头和预定义数据的任意长度的数据包。数据包的信息从主机上下载到一个双端口的存储器上。数据包生成器随后使用该信息来形成所需的SpaceWire数据包。
    数据包校验: 硬件数据包校验器接收数据包,并且对照双端口存储器中所带的模板校验其内容。
    广泛应用的API: 在经过多年用于支持SpaceWire接口板用户后开发了Mk2 API,为所有STARD-Dundee的Mk2产品提供了一个通用的API,增强了应用软件的可重用性。API的广泛功能使得它非常易于开发SpaceWire相关的应用软件。示例应用程序进一步地减轻了开发进度上的压力。API提供了访问所有cPCI Mk2函数的入口,这些函数为SpaceWire系统仿真和测试目的提供所需的高性能数据传送功能。
    软件驱动: 高性能SpaceWire cPCI Mk2板卡驱动与板卡一同提供,可用于Windows和Linux操作系统。QNX和VxWorks版本的 驱动单独提供,使得cPCI Mk2能够为实时系统提供SpaceWire性能。
    现场升级能力: SpaceWire cPCI Mk2支持板卡功能的现场可升级性。 任何升级或要求的定制都可以从STAR-Dundee网站进行下载,并且迅速有效进行安装。
    通用板卡形式:SpaceWire cPCI Mk2设计存在三种不同的板卡配置结构:PCI, cPCI和PMC。由于它们核心电路相同,使得用户应用软件可以非常容易得从一个平台转移到另一个平台。
    易于使用: SpaceWire cPCI Mk2使用方便,使得航天器系统和软件工程师能够迅速开发他们所需的仿真,测试和EGSE设备。
    一流的技术支持: 就像所有的STAR‐Dundee产品一样,SpaceWire cPCI Mk2包含了一年的技术支持和维修服务。 该技术支持直接由开发各产品的团队提供,这样能够迅速回复客户的问题,协助应用开发以及迅速解决任何问题。

    概述
    SpaceWire cPCI板卡结构框图如下所示。

    2.png

    SpaceWire cPCI Mk2的三个SpaceWire接口每个都完全符合SpaceWire标准并且最高工作于200Mbits/s。这三个接口连接到一个SpaceWire路由器上,这样一个SpaceWire端口的数据包可以路由发送到另一个SpaceWire端口上或通过cPCI接口直接发送到主机上。从SpaceWire路由器到cPCI接口存在三条独立的通道,这样通过一个端口的信息不会阻塞另一个端口的信息。此外还存在一个单独的控制通道,这样主机总能够访问cPCI Mk2的控制,配置和状态空间,而无需考虑数据流。.
    cPCI Mk2上所带的SpaceWire路由器支持路径和逻辑寻址,组适应路由选择,看门狗定时,根据要求通电,不使用时无效。含一个配置端口(端口0)用于设置路由表,配置SpaceWire链路以及监测它们的状态。
    cPCI接口为32位,可以工作在33MHz。包含一个DMA控制器用于迅速传输SpaceWire cPCI Mk2板卡发送和接收的数据。
    SpaceWire cPCI Mk2中包含一个硬件数据包生成器和校验器,自动高速生成和校验SpaceWire数据包,无需使用主机资源。生成的数据包存储在cPCI Mk2板卡上的一个双端口的存储器中。根据需要可以生成任意长度的数据包,带有单独的数据头和内容。数据包数据生成的速率和数据包间的间隔可以进行控制。这使得仪器仿真系统的实现变得非常简单。
    数据包校验器接收到一个发来的数据包后,根据双端口存储器中所带的模板进行校验。同时,接收到的数据包可以存储在双端口存储器中。任何不匹配的信息可以标记到主机上。数据包校验器对于高速率仪器数据包的自动测试十分有用。当数据包校验器检查数据包时,该仪器可以由主机通过cPCI接口和SpaceWire路由器来进行配置和控制。
    SpaceWire cPCI Mk2支持错误注入,奇偶校验误差,信用错误,Escape误差,数据损坏,数据包的EEP终止,都能够自动执行或根据要求执行。
    应用程序接口
    提供一个完整的API,允许SpaceWire cPCI Mk2的所有函数能够通过用户应用软件进行控制。支持各种编程语言,包括C语言。
    该API对于多个STAR-Dundee产品来说是通用的,对每种编程语言和所支持的平台来说是一致的。这样简化了软件开发并且允许测试软件从一种设备转移到另一设备以及从一种平台转移到另一种平台,增强了软件复用以及减少了进度延期的风险。
    API的一个关键特性在于它不仅仅提供发送和接收数据包的函数,并且提供测试设备时需要的函数。例如,API使得发送以一个EEP终止的数据包以及确定接收数据包的包末端标记变得简单。简化了发送一连串数据(例如,从一个文件中)和接收一连串数据的过程。 如果这些数据流在数据包中间包含了时间码,那么这些时间码的位置将被API保留。使得通信流可以精确记录并重放,这样多次试运行将会保持一致。
    与API一起提供的还有大量的文档和示例,可以用作新应用程序的基础。
    提供一个兼容性API,使得现有的给早期STAR-Dundee SpaceWire cPCI设备所写的软件可以与SpaceWire cPCI Mk2共同使用。降低了转移到cPCI Mk2所需的时间和工作,同时也让用户可以利用它增强的性能。
    技术参数
    API: C C++ (见网站查看目前支持的语言列表)
    软件:  包含应用程序软件、提供源代码例程
    支持的平台: Windows驱动(Windows 7, Vista, XP, 2000). Linux (2.6 内核) QNX和VxWorks驱动可提供(见官网支持平台列表)
    PCI接口: 32位, 33 MHz
    尺寸: 标准3U compactPCI板卡 约100mm*160mm.
    前面板: 3U或6U前面板
    电源: +5V DC, 通过cPCI连接器提供。+12V和+3.3V在板卡启动前通过热插拔电路检查。注意:板卡具备热插拔功能的硬件支持。对于cPCI标准的+12V,+3.3V和5V电源轨的热插拔检查先于cPCI接口电路的启动。板卡上只使用+5V。
    SpaceWire端口: 符合ECSS‐E50‐12A和ECSS‐E‐ST‐50‐12C协议 SpaceWire端口数: 3 最高速度: 200 Mbits/s 数据选通倾斜误差: 在200 Mbits/s数据率下测试所有设备在 ±2 ns 连接器: 9针微型D头 LVDS信号: 使用Xilinx LVDS