1 SpaceFibre 和 STAR-Tiger

SpaceFibre 是用于航天器機(jī)載數(shù)據(jù)處理應(yīng)用的最新一代 SpaceWire 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。SpaceFibre 通過電氣或光纖電纜運行，以非常高的數(shù)據(jù)速率工作，并提供內(nèi)置的服務(wù)質(zhì)量 (QoS) 以及故障檢測、隔離和恢復(fù) (FDIR) 功能。SpaceFibre 提供了高性能、高可靠性和高可用性，使其成為許多要求苛刻的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用（包括航天器有效載荷數(shù)據(jù)處理）的理想選擇。SpaceFibre 網(wǎng)絡(luò)由鏈路、端點和路由交換機(jī)組成。鏈路將端點和路由交換機(jī)連接在一起，形成 SpaceFibre 網(wǎng)絡(luò)。

圖 1-1 展示了 STAR-Tiger SpaceFibre 路由交換機(jī)，該交換機(jī)用于在儀器、批量存儲器、數(shù)據(jù)壓縮器、數(shù)據(jù)處理器和下行鏈路變送器之間以高數(shù)據(jù)速率傳輸數(shù)據(jù)。該交換機(jī)還用于提供控制計算機(jī)使用的控制網(wǎng)絡(luò)，以管理網(wǎng)絡(luò)和連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。STAR-Tiger 路由交換機(jī)是使用 STAR-Dundee SpaceFibre IP 實現(xiàn)的高性能 SpaceFibre 路由交換機(jī)。

如圖 1-2 所示，STAR-Tiger 包含三個電路板：

1. 電源板（底部），具有標(biāo)稱和冗余電源輸入選項并將五個主電源軌提供給 FPGA。其他電源軌由另外兩個電路板上的穩(wěn)壓器提供。使用德州儀器 (TI) 航空級電源元件。
2. 包含 Xilinx? KU060 FPGA 的 FPGA 板（中間）。該 PCB 封裝適用于商用器件、工業(yè)器件或抗輻射器件。我們使用了工業(yè)級 FPGA。FPGA 周圍有六個承載 SpaceFibre 電信號的 Elara 連接器。每個連接器提供四個 SpaceFibre 通道。兩個連接器各承載一個四通道端口，另外四個連接器各承載兩個雙通道端口。
3. 配置和清理板（頂部），用于配置和監(jiān)測 KU060 FPGA。可從 EEPROM 或通過 SpaceWire 接口進(jìn)行配置。EEPROM 可以通過 SpaceWire 進(jìn)行編程。

圖 1-3 至圖 2-6 以與 STAR-Tiger 外殼的不同集成階段展示了這三個電路板。

STAR-Tiger SpaceFibre 路由交換機(jī)構(gòu)成了將儀器、數(shù)據(jù)處理和下行鏈路遙測元件連接在一起的 SpaceFibre 網(wǎng)絡(luò)的核心。STAR-Tiger 在四通道端口和雙通道端口上的數(shù)據(jù)速率分別高達(dá) 19Gbps 和 9.6Gbps，聚合吞吐量（兩個方向上的所有端口）約為 200Gbps。SpaceFibre 路由交換機(jī)是一種航空飛行技術(shù)就緒度 (TRL) 5-6 級設(shè)計。