本發(fā)明涉及電子測量領域，特別是涉及一種SpaceWire總線通訊系統(tǒng)及其監(jiān)視設備。

背景技術：

SpaceWire總線是一種高速、點對點、全雙工的串行總線網(wǎng)絡，碼速率2-400Mb/s，利用每個方向兩對差分信號實現(xiàn)數(shù)據(jù)的編碼及傳輸，該總線廣泛應用于航天、航空領域。

傳統(tǒng)的SpaceWire端口數(shù)據(jù)傳輸及記錄方式為，SpaceWire主節(jié)點設備和SpaceWire從節(jié)點設備啟動工作后，SpaceWire主節(jié)點設備將所要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送至路由器，由路由器進行尋址，然后由路由器將該數(shù)據(jù)輸出至SpaceWire從節(jié)點設備，SpaceWire從節(jié)點設備將數(shù)據(jù)和當前時刻一并存儲?；蛘逽paceWire從節(jié)點設備發(fā)送數(shù)據(jù)至路由器，由路由器進行尋址，將該數(shù)據(jù)發(fā)送至SpaceWire主節(jié)點設備，SpaceWire主節(jié)點設備對該數(shù)據(jù)進行存儲。

在上述通信過程中，只有在SpaceWire主節(jié)點設備和SpaceWire從節(jié)點設備均滿足相應的數(shù)據(jù)通信協(xié)議要求的情況下通信才能正常進行，正確數(shù)據(jù)才能被記錄。當通信出現(xiàn)故障時，SpaceWire主節(jié)點設備或SpaceWire從節(jié)點設備就不能識別接收到的數(shù)據(jù)，通信將被中斷，無法進行故障定位。

因此，如何實現(xiàn)在SpaceWire主節(jié)點設備和SpaceWire從節(jié)點設備之間發(fā)生通信故障時，能夠進行故障定位，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種SpaceWire總線通訊系統(tǒng)及其監(jiān)視設備，可以實現(xiàn)在SpaceWire主節(jié)點設備和SpaceWire從節(jié)點設備之間發(fā)生通信故障時，能夠進行故障定位。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下技術方案：

一種SpaceWire總線監(jiān)視設備，包括：監(jiān)視板卡、第一SpaceWire端口、第二SpaceWire端口、計算機和存儲模塊；其中，所述第一SpaceWire端口用于連接所述監(jiān)視板卡和外界路由器；所述第二SpaceWire端口用于連接所述監(jiān)視板卡和外界從節(jié)點設備；所述監(jiān)視板卡用于在所述第一SpaceWire端口和第二SpaceWire端口之間轉(zhuǎn)發(fā)外界主節(jié)點設備和所述從節(jié)點設備的交互數(shù)據(jù)，以及對所述交互數(shù)據(jù)進行解碼生成對應的數(shù)據(jù)包，并進行時間標識；所述計算機用于讀取所述監(jiān)視板卡加入時間標識后的數(shù)據(jù)包，并根據(jù)SpaceWire通信協(xié)議對該數(shù)據(jù)包進行解析，將解析出的包頭信息、數(shù)據(jù)信息以及時間信息存儲至所述存儲模塊中。

優(yōu)選地，所述監(jiān)視板卡包括：FPGA模塊、電源模塊和時鐘模塊，其中，所述FPGA模塊用于對所述交互數(shù)據(jù)進行解碼，生成對應的數(shù)據(jù)包；所述電源模塊用于為所述FPGA模塊以及所述時鐘模塊供電；所述時鐘模塊用于按照固定時間間隔給出時間信息，將對應的時間信息存到所述數(shù)據(jù)包的相應字節(jié)。

優(yōu)選地，所述監(jiān)視板卡通過PCI總線和所述計算機連接。

優(yōu)選地，所述FPGA模塊包括：D/S解碼單元，用于對所述交互數(shù)據(jù)進行D/S解碼；數(shù)據(jù)緩存單元，用于對經(jīng)過所述D/S解碼單元解碼后的數(shù)據(jù)進行緩存，生成對應的二進制數(shù)據(jù)包；PCI總線控制單元，用于申請中斷，將經(jīng)過時間標識的所述二進制數(shù)據(jù)包通過所述PCI總線提交至所述計算機。

優(yōu)選地，所述計算機包括：處理模塊，用于讀取所述監(jiān)視板卡加入時間標識后的數(shù)據(jù)包，并根據(jù)SpaceWire通信協(xié)議對該數(shù)據(jù)包進行解析，將解析出的包頭信息、數(shù)據(jù)信息以及時間信息存儲至所述存儲模塊中；顯示模塊，用于響應操作者操作進行實時數(shù)據(jù)顯示。

優(yōu)選地，所述存儲模塊為存儲硬盤以及擴展SSD固態(tài)硬盤。

一種SpaceWire總線通訊系統(tǒng)，包括：

如上述任一項所述的SpaceWire總線監(jiān)視設備；

與所述第一SpaceWire端口連接的路由器；

通過SpaceWire電纜與所述路由器連接的主節(jié)點設備；

和所述第二SpaceWire端口連接的從節(jié)點設備。

優(yōu)選地，所述從節(jié)點設備上設有脈沖輸出端口，所述SpaceWire總線監(jiān)視設備上設有時鐘同步端口，所述脈沖輸出端口和所述時鐘同步端口連接，所述SpaceWire總線監(jiān)視設備還用于根據(jù)所述從節(jié)點設備輸出的脈沖信號進行時間同步。。

與現(xiàn)有技術相比，上述技術方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明所提供的一種SpaceWire總線監(jiān)視設備，包括：監(jiān)視板卡、第一SpaceWire端口、第二SpaceWire端口、計算機和存儲模塊；其中，第一SpaceWire端口用于連接監(jiān)視板卡和外界路由器；第二SpaceWire端口用于連接監(jiān)視板卡和外界從節(jié)點設備；監(jiān)視板卡用于在第一SpaceWire端口和第二SpaceWire端口之間轉(zhuǎn)發(fā)外界主節(jié)點設備和從節(jié)點設備的交互數(shù)據(jù)，以及對交互數(shù)據(jù)進行解碼生成對應的數(shù)據(jù)包，并進行時間標識；計算機用于讀取監(jiān)視板卡加入時間標識后的數(shù)據(jù)包，并根據(jù)SpaceWire通信協(xié)議對該數(shù)據(jù)包進行解析，將解析出的包頭信息、數(shù)據(jù)信息以及時間信息存儲至存儲模塊中。當主節(jié)點設備和從節(jié)點設備有數(shù)據(jù)交互時，監(jiān)視設備在接收到該交互數(shù)據(jù)時，將該交互數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給目標設備，實現(xiàn)正常的數(shù)據(jù)傳輸，與此同時，監(jiān)視設備對交互數(shù)據(jù)進行時間標識并對交互數(shù)據(jù)實時進行記錄，當主節(jié)點設備和從節(jié)點設備之間發(fā)生通信故障時，可以通過回放存儲的數(shù)據(jù)包找到錯誤數(shù)據(jù)發(fā)生的時間和bit位，從而找到故障發(fā)生的原因，對故障進行定位。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的SpaceWire總線監(jiān)視設備結構示意圖；

圖2為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的SpaceWire總線通訊系統(tǒng)結構示意圖；

圖3為本發(fā)明另一種具體實施方式所提供的SpaceWire總線通訊系統(tǒng)結構示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的核心是提供一種SpaceWire總線通訊系統(tǒng)及其監(jiān)視設備，可以實現(xiàn)在SpaceWire主節(jié)點設備和SpaceWire從節(jié)點設備之間發(fā)生通信故障時，能夠進行故障定位。

為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。

在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式的限制。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的SpaceWire總線監(jiān)視設備結構示意圖。

本發(fā)明的一種具體實施方式提供了一種SpaceWire總線監(jiān)視設備，包括：監(jiān)視板卡31、第一SpaceWire端口32、第二SpaceWire端口33、計算機34和存儲模塊35；其中，第一SpaceWire端口33用于連接監(jiān)視板卡31和外界路由器；第二SpaceWire端口33用于連接監(jiān)視板卡31和外界從節(jié)點設備；監(jiān)視板卡31用于在第一SpaceWire端口32和第二SpaceWire端口33之間轉(zhuǎn)發(fā)外界主節(jié)點設備和從節(jié)點設備的交互數(shù)據(jù)，以及對交互數(shù)據(jù)進行解碼生成對應的數(shù)據(jù)包，并進行時間標識；計算機34用于讀取監(jiān)視板卡31加入時間標識后的數(shù)據(jù)包，并根據(jù)SpaceWire通信協(xié)議對該數(shù)據(jù)包進行解析，將解析出的包頭信息、數(shù)據(jù)信息以及時間信息存儲至存儲模塊35中。

其中，主節(jié)點設備即SpaceWire主節(jié)點設備，從節(jié)點設備即SpaceWire從節(jié)點設備。當主節(jié)點設備和從節(jié)點設備有數(shù)據(jù)交互時，監(jiān)視設備在接收到該交互數(shù)據(jù)時，將該交互數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給目標設備，實現(xiàn)正常的數(shù)據(jù)傳輸。

即當主節(jié)點設備與從節(jié)點設備啟動工作，開始數(shù)據(jù)傳輸時，監(jiān)視設備啟動工作，當交互數(shù)據(jù)從主節(jié)點設備發(fā)送至從節(jié)點設備時，交互數(shù)據(jù)由主節(jié)點設備發(fā)送至路由器，經(jīng)路由尋址后，將該交互數(shù)據(jù)送入監(jiān)視設備，然后由監(jiān)視設備將該交互數(shù)據(jù)送入從節(jié)點設備，實現(xiàn)正常數(shù)據(jù)傳輸。當交互數(shù)據(jù)從從節(jié)點設備發(fā)送至主節(jié)點設備時，由從節(jié)點設備將交互數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)視設備，監(jiān)視設備將交互數(shù)據(jù)發(fā)送至路由器，由路由器將交互數(shù)據(jù)發(fā)送至主節(jié)點設備，實現(xiàn)正常數(shù)據(jù)傳輸。

與此同時，監(jiān)視設備對接收到的交互數(shù)據(jù)進行時間標識并對交互數(shù)據(jù)實時進行記錄，當主節(jié)點設備和從節(jié)點設備之間發(fā)生通信故障時，可以通過回放存儲的數(shù)據(jù)包找到錯誤數(shù)據(jù)發(fā)生的時間和bit位，從而找到故障發(fā)生的原因，對故障進行定位。

在本發(fā)明的一種實施方式中，監(jiān)視板卡31包括：FPGA模塊311、電源模塊312和時鐘模塊313，其中，F(xiàn)PGA模塊311用于對交互數(shù)據(jù)進行解碼，生成對應的數(shù)據(jù)包；電源模塊312用于為FPGA模塊311以及時鐘模塊313供電；時鐘模塊313用于按照固定時間間隔給出時間信息，將對應的時間信息存到數(shù)據(jù)包的相應字節(jié)。監(jiān)視板卡31通過PCI總線和計算機34連接。

更進一步地，F(xiàn)PGA模塊包括：D/S解碼單元，用于對交互數(shù)據(jù)進行D/S解碼；數(shù)據(jù)緩存單元，用于對經(jīng)過D/S解碼單元解碼后的數(shù)據(jù)進行緩存，生成對應的二進制數(shù)據(jù)包；PCI總線控制單元，用于申請中斷，將經(jīng)過時間標識的二進制數(shù)據(jù)包通過PCI總線提交至計算機，即以中斷的方式對將二進制數(shù)據(jù)包提交至計算機的任務進行申請。

計算機包括：處理模塊，用于讀取監(jiān)視板卡加入時間標識后的數(shù)據(jù)包，并根據(jù)SpaceWire通信協(xié)議對該數(shù)據(jù)包進行解析，將解析出的包頭信息、數(shù)據(jù)信息以及時間信息存儲至存儲模塊中；顯示模塊，用于響應操作者操作進行實時數(shù)據(jù)顯示。

在本實施方式中，主節(jié)點設備和從節(jié)點設備之間的交互數(shù)據(jù)通常情況下在發(fā)出時經(jīng)過了D/S編碼(即data-strobe編碼，用于數(shù)據(jù)通訊中位同步)。當交互數(shù)據(jù)進入監(jiān)視設備中后，交互數(shù)據(jù)進入監(jiān)視板卡后，經(jīng)FPGA模塊中的D/S解碼單元對交互數(shù)據(jù)進行解碼，隨后送入數(shù)據(jù)緩存單元進行緩存，形成一定大小的二進制數(shù)據(jù)包，此時由時鐘模塊給出時間信息，按固定間隔給出時間信息，存到二進制數(shù)據(jù)包的相應字節(jié)，即給數(shù)據(jù)包打上時戳，F(xiàn)PGA模塊通過PCI總線控制單元申請中斷，通過PCI總線將數(shù)據(jù)包提交至計算機。計算機通過DMA(直接內(nèi)存存取)讀取數(shù)據(jù)包，計算機讀取數(shù)據(jù)包結束后，對數(shù)據(jù)包進行處理，即根據(jù)SpaceWire通信協(xié)議對該數(shù)據(jù)包進行解析，解析出包頭信息和數(shù)據(jù)信息后連同時間信息一并存儲至存儲模塊中，同時可以根據(jù)需要在計算機上進行實時數(shù)據(jù)顯示。

在整個數(shù)據(jù)傳輸過程中，監(jiān)視設備只是對交互數(shù)據(jù)進行了二次轉(zhuǎn)換，對數(shù)據(jù)的傳輸幾乎沒有影響。運用計算機根據(jù)通訊協(xié)議恢復出所有控制字符、數(shù)據(jù)包、錯誤包等數(shù)據(jù)，并按照接收時間標簽進行存儲和顯示。即本發(fā)明的實施方式通過對數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，實時記錄進出端口數(shù)據(jù)，解決了SpaceWire端口數(shù)據(jù)的實施記錄分析問題，實現(xiàn)了對錯誤數(shù)據(jù)包的定位以及數(shù)據(jù)的回放分析。

在本實施方式中，存儲模塊優(yōu)選為為存儲硬盤，存儲硬盤的存儲量優(yōu)選大于500GByte，同時可以通過擴展SSD固態(tài)硬盤增加存儲容量。

請參考圖2，圖2為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的SpaceWire總線通訊系統(tǒng)結構示意圖。

本發(fā)明一種實施方式還提供了一種SpaceWire總線通訊系統(tǒng)，包括：如上述任一實施方式所提供的SpaceWire總線監(jiān)視設備3；與第一SpaceWire端口連接的路由器2；通過SpaceWire電纜與路由器2連接的主節(jié)點設備1；和第二SpaceWire端口連接的從節(jié)點設備4。

在本實施方式中，當主節(jié)點設備與從節(jié)點設備啟動工作，開始數(shù)據(jù)傳輸時，監(jiān)視設備啟動工作，當交互數(shù)據(jù)從主節(jié)點設備發(fā)送至從節(jié)點設備時，交互數(shù)據(jù)由主節(jié)點設備發(fā)送至路由器，經(jīng)路由尋址后，將該交互數(shù)據(jù)送入監(jiān)視設備，然后由監(jiān)視設備將該交互數(shù)據(jù)送入從節(jié)點設備，實現(xiàn)正常數(shù)據(jù)傳輸。當交互數(shù)據(jù)從從節(jié)點設備發(fā)送至主節(jié)點設備時，由從節(jié)點設備將交互數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)視設備，監(jiān)視設備將交互數(shù)據(jù)發(fā)送至路由器，由路由器將交互數(shù)據(jù)發(fā)送至主節(jié)點設備，實現(xiàn)正常數(shù)據(jù)傳輸。

與此同時，監(jiān)視設備對接收到的交互數(shù)據(jù)進行時間標識并對交互數(shù)據(jù)實時進行記錄，當主節(jié)點設備和從節(jié)點設備之間發(fā)生通信故障時，可以通過回放存儲的數(shù)據(jù)包找到錯誤數(shù)據(jù)發(fā)生的時間和bit位，從而找到故障發(fā)生的原因，對故障進行定位。

進一步地，從節(jié)點設備上設有脈沖輸出端口，SpaceWire總線監(jiān)視設備上設有時鐘同步端口，脈沖輸出端口和時鐘同步端口連接，SpaceWire總線監(jiān)視設備還用于根據(jù)從節(jié)點設備輸出的脈沖信號進行時間同步。

請參考圖3，圖3為本發(fā)明另一種具體實施方式所提供的SpaceWire總線通訊系統(tǒng)結構示意圖。

為了提高時間的同步性，在本實施方式中，優(yōu)選從節(jié)點設備4上設有脈沖輸出端口41，監(jiān)視設備3上設有時鐘同步端口36，脈沖輸出端口41和時鐘同步端口36連接，監(jiān)視設備3還用于根據(jù)從節(jié)點設備4輸出的脈沖信號進行時間同步。

在本實施方式中，對時標精度可以設置一定的要求。按照200Mbps總線速率計算，每秒數(shù)據(jù)速率為200Mbps/S，通常一個數(shù)據(jù)包長度為1024B，按每1微秒打上一個時標的方案，每一個數(shù)據(jù)包可以打上39個時標信息。

優(yōu)選地，鏈路連接線纜為SpaceWire專用電纜，由四對雙絞線組成；FPGA芯片可選擇A3PE3000L-FG896；SpaceWire端口使用SN65LVDS31和SN65LVDS32芯片實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換，增強端口信號可靠性。

綜上所述，本發(fā)明所提供的SpaceWire總線通訊系統(tǒng)及其監(jiān)視設備，可以實現(xiàn)在SpaceWire主節(jié)點設備和SpaceWire從節(jié)點設備之間發(fā)生通信故障時，能夠進行故障定位。

以上對本發(fā)明所提供的一種SpaceWire總線通訊系統(tǒng)及其監(jiān)視設備進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內(nèi)。