【微小卫星星载处理器CAN接口设计与实现】
在微小卫星系统中,星载处理器是核心组件之一,负责处理各种任务,如数据处理、通信和控制。由于微小卫星体积小、重量轻,对处理器的要求是高效率、低功耗。在本文中,作者赵小辉、杨照华和全伟探讨了如何在没有内置CAN(Controller Area Network)接口的高性能ARM9处理器上设计并实现CAN接口。
CAN总线是一种广泛应用在航空航天领域的通信协议,以其低成本、高可靠性而受到青睐。尤其是在微小卫星中,CAN总线能够有效地支持多个子系统之间的数据交换,如遥测、指令传输和传感器数据收集。然而,某些流行的高性能ARM9芯片并未集成CAN控制器,这给设计带来了一定挑战。
为解决这一问题,文章提出了一种基于AT91RM9200处理器的CAN接口设计方案。AT91RM9200是一款具备串行同步外设接口(SPI)的ARM9处理器,通过SPI接口可以连接带有标准SPI接口的CAN控制器。SPI是一种简单、高效的串行通信协议,适用于扩展外部设备接口。
文章详细描述了硬件电路设计,包括选择合适的CAN控制器,并将其与ARM处理器的SPI接口连接。设计中考虑了信号完整性、抗干扰能力以及电源管理,确保了在微小卫星恶劣环境下的稳定工作。此外,软件部分也进行了详尽的设计,实现了CAN总线报文的发送和接收功能,包括帧格式定义、错误处理和总线仲裁等关键环节。
在测试阶段,该CAN接口在不同的波特率下均表现出良好的性能,验证了其低功耗和高可靠性的特点,完全满足微小卫星的工作需求。这表明,通过SPI接口扩展的CAN接口方案为没有内置CAN资源的处理器提供了一个有效的解决方案,为微小卫星系统设计提供了新的思路。
关键词:微小卫星;CAN总线;ARM;SPI
这篇研究文章对于从事微小卫星设计和嵌入式系统开发的工程师具有很高的参考价值。它不仅提供了一种实际可行的接口设计方案,还展示了如何在资源有限的环境下实现高效通信。通过这种设计,可以增强微小卫星的通信能力,提高系统的整体性能。