Декодер командно-программной и телеметрической информации бортовой аппаратуры командно-измерительной системы

Полезная модель относится к области вычислительной техники и предназначена для использования в декодере командно-программной и телеметрической информации (ДКТИ) бортовой аппаратуры (БА) командно-измерительной системы (КИС) для управления космическим аппаратом (КА). ДКТИ предназначен для приёма с земных станций (ЗС) КИС разовых команд (РК) и командно-программной информации (КПИ), их декодирования и ретрансляции бортовым системам, а также для формирования квитанций (КВ) и телеметрических кадров (ТМК) и передачи на ЗС КИС.
В качестве ближайшего аналога предлагаемой полезной модели может быть выбран ДКТИ, предложенный в патенте на полезную модель RU 168 932, 2017 г., содержащий программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС) с запоминающим устройством (ЗУ), коммутационно-распределительное устройство (КРУ) и программно-временное устройство (ПВУ) и соединённый с цифровым приёмником (ЦПРМ), цифровым формирователем ответного сигнала (ЦФОС), бортовым синхронизирующим устройством (БСУ), бортовым комплексом управления (БКУ), бортовой аппаратурой телесигнализации (БАТС). Данный ДКТИ принимает значение бортовой шкалы времени (БШВ) от БСУ и способен работать в режиме сверки, фазирования и коррекции (СФК) БШВ с системой единого времени. Данный ДКТИ выполняет также функции декодера командно-программной информации (ДКПИ) и блока обработки телеметрии (БОТ), которые реализованы в виде одной ПЛИС. КПИ может содержать временные программы (ВП), представляющие собой информационный массив, включающий последовательность команд и соответствующее им время исполнения. ВП в виде КПИ передаются в БКУ, который в назначенное время исполняет принятые и декодированные команды, причём некоторые из них БКУ исполняет через ДКТИ, передавая на него коды команд по каналу КВ БКУ. ДКТИ исполняет принятые РК через КРУ, входящее в состав ДКТИ. В свою очередь, предлагаемая полезная модель, представляет собой дальнейшее развитие ДКТИ и устройств аналогичного назначения и обеспечивает надёжное хранение принятых ВП и выполнение заложенных в них РК в определённое время, значение которого содержится в этой же ВП.
Ожидаемый технический результат достигается при использовании ДКТИ, выполненного на одной ПЛИС с ЗУ, содержащего КРУ, ПВУ, соединённого с ЦПРМ, ЦФОС, БСУ, БКУ, БАТС. Таким образом, ДКТИ содержит входные каскады приёма информации РК (КПИ), КВ, телеметрической информации (ТМИ) и выходные каскады передачи информации КВ (БШВ), ТМК, КПИ, телеметрии исполнения (ТМ). В отличие от аналога ПЛИС выполнена с внутренним оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) с коррекцией ошибок, обеспечивающим приём и выполнение временной программы, а ПВУ дублировано (ПВУ1, ПВУ2). Принятая в формате командно-программной информации временная программа хранится во внутреннем ОЗУ с коррекцией ошибок и выполняется при совпадении кода времени срабатывания разовой команды с кодом БШВ, принятым от БСУ. В качестве ОЗУ могут использоваться внутренние блоки памяти или внутренние регистры ПЛИС при обязательном использовании принципа построения ОЗУ с коррекцией ошибок. Использование внутреннего ОЗУ с коррекцией ошибок позволит надёжно хранить принятые ВП и выполнять заложенные в них РК в определённое время, значение которого содержится в этой же ВП, что обеспечит надёжность работы БА КИС и парирование нештатных ситуаций.
16
12
5
Предложенная полезная модель поясняется структурной схемой (фиг. 1), где: 1 – ДКТИ, 2 – БСУ, 3 – БКУ, 4 – БАТС, 5 – ЦПРМ, 6 – ЦФОС, 7 – ПЛИС, 8 – ОЗУ, 9 – КРУ, 10 – ПВУ1, 11 – ПВУ2. В таблице 1 (фиг. 2) представлено содержимое ВП, где: «номер фразы» – циклический номер фразы (для защиты от повтора фраз), при получении двух и более фраз с одинаковым номером будет обработана только первая, остальные будут проигнорированы; «кол-во РК» – количество посылок (код времени и код РК), записанных в текущей фразе, может принимать значения от 1 до 10, фразы с другими значениями поля «Кол-во РК» будут игнорироваться; «Контрольная сумма» – контрольная сумма всей фразы, посчитанная по алгоритму CRC-16 – начальное значение регистра контрольной суммы 0xFFFF, генераторный полином 0x11021 (x+x+x+1); «Код времени» - код времени выдаётся 32-разрядным словом (фиг. 3).
ДКТИ 1 БА КИС содержит: объединённый вход РК (КПИ) от ЦПРМ 5; выход ТМК и объединённый выход КВ (БШВ) на ЦФОС 6; входные каскады БШВ от БСУ 2, КВ от БКУ 3 и ТМИ от БАТС 4; выходные каскады КПИ на БКУ 3 и ТМ на БАТС 4. ВП в формате КПИ, принятые с ЗС КИС после ЦПРМ 5 поступают в ДКТИ 1. После проверки контрольной суммы на ЦФОС 6 передаётся положительная КВ, а коды РК и соответствующие им коды времени ВП записываются во внутреннее ОЗУ 8 с коррекцией ошибок. После старта выполнения ВП, ДКТИ сравнивает значения БШВ, поступающие от БСУ 2 каждую секунду, со значением кода времени срабатывания разовой команды, записанным во внутреннее ОЗУ 8. При совпадении значений код РК, соответствующий указанному значению БШВ, извлекается из ОЗУ 8 и исполняется в КРУ 9, с одновременным формированием значений ТМ датчиков для БАТС 4. ВП выполняется.
Принимаемая от БАТС 4 ТМИ поступает в виде сформированных телеметрических кадров на ЦФОС 6 по каналу ТМК для ЗС с целью контроля выполнения ВП. Таким образом, при практическом использовании предложенной полезной модели можно расширить функции БА КИС за счёт выполнения временных программ, поступающих в БА КИС напрямую, минуя БКУ, разгрузив тем самым его ресурсы и увеличив надёжность БА КИС в целом. Данная функция может быть использована, например, в режиме программной перестройки рабочей частоты БА КИС.