摘要：为了实现spacefibre总线节点的高效数据传输,针对网络协议中关键问题和技术提出了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的spacefibre总线节点系统设计方案。其中,采用了轮询仲裁算法,解决了多路虚拟通道中流量控制字的申请冲突;设计了基于服务质量机制的高效处理状态机,实现了多路虚拟通道的服务质量调度;提出了一种并行的分区存储架构和重发控制算法,实现了基于错误检测隔离恢复机制的错误恢复;采用了不同的数据并行处理方案,实现了多种数据格式的循环冗余校验和伪随机序列的计算。通过ModelSim仿真平台对节点系统进行功能仿真,并在Virtex-6 FPGA上完成了系统验证。结果表明,该设计实现了spacefibre总线节点的功能,串行传输速度可达3.125 Gbit/s,能够满足高速数据传输需求。

摘要：为了满足航天星载系统中音视频、图像等多样化、复杂化业务数据的无冲突高速传输,以及满足控制信息的实时处理,并实现星载系统SpaceWire-spacefibre网络构建,提出了一种支持服务质量(QoS)特性的spacefibre接口设计与实现方案。该spacefibre接口支持spacefibre协议和SpaceWire包层协议,支持带宽预留、优先级和时隙调度QoS机制配置,支持64个时隙和系统时隙同步更新,可同时支持4种业务数据的无冲突和确定性传输,带宽利用率达90%以上。

摘要：为了满足空间多元化数据的高速传输需求,本文对spacefibre高速总线网络进行了研究,针对路由网络中的数据转发冲突,提出了一种spacefibre路由系统设计方案.其中,配置端口实现了网络参数的实时配置和状态的实时反馈;路由端口实现了基于虚拟通道机制的QoS调度,为不同数据源提供不同服务;路由交换模块中利用全连接结构实现了虚拟网络间的互联,并针对虚拟网络中的数据交换冲突,设计了一种基于优先级等待的动态仲裁算法,能兼顾优先级和等待时间为数据发送提供保障;在路由广播中采用轮询仲裁算法,解决了端口间的广播冲突.最后通过搭建仿真测试平台,对路由进行仿真测试,结果表明设计的spacefibre路由能够高效地处理数据转发冲突,并提供QoS数据传输服务,每路接口带宽高达3.125 Gbps.

摘要：spacefibre总线是专门面向新一代智能航天器在轨海量数据可靠传输设计的新型超高速组网互联技术,其提供了优先级、带宽预留和时隙规划等多种服务质量保证机制,支持最高50Gbps的超高链路传输带宽,具备数据检错重传、链路状态机管理、多信道冗余与平滑降级等多层级容错机制,在航天器安全关键应用领域具有显著优势。制定GB/T 43670—2024《空间数据与信息传输系统spacefibre总线通信协议标准》,对于支持spacefibre核心芯片和网络系统研制,保证各类星载高性能处理设备之间高速通信接口一致性和匹配性,实现整星系统快速集成测试和不同航天器之间产品可重用性具有极其重要的意义。