● 摘要
随着数字集成技术的发展,空间探测器的数字电路板的FPGA系统发展日新月异,各式各样的FPGA系统被应用于空间探测任务。感应式磁力仪(Search Coil Magnetometer,简称SCM)是电磁监测试验卫星ZH-1 的有效载荷之一,其主要是用来获取ZH-1卫星轨道位置处10Hz-20kHz频率范围内变化磁场的波形和频谱信息。FPGA系统是感应式磁力仪有效载荷的重要组成部分,其设计的性能与功能的好坏将直接关系到感应式磁力仪的整体性能与功能水平。
该FPGA系统设计方案的硬件系统采用ACTEL公司的基于Flash架构的ProASICPLUS系列的FPGA芯片APA300,软件设计采用了自顶向下的模块化设计思想,按照功能需求,将感应式磁力仪的FPGA系统设计,分成了三个模块分别是数据采集与存储模块、DDS定标源模块、CAN总线通讯模块,并分别进行独立的模块化设计。其中数据采集与存储模块主要完成三通道的科学数据的同步采集与控制、科学数据的乒乓存储与发送功能;DDS定标模块主要完成两路定标正弦信号的产生与控制功能;CAN总线通信模块主要完成从星务分系统接收指令和广播等数据的功能并能向星务分系统传输遥测数据的功能。
经过系统前期仿真与后期的板级测试,该系统完成了需求分析里面要求的全部的功能,并且数据采集的精度与噪声达标,DDS模块的定标信号源精度达标,CAN总线通讯模块的数据接收与发送功能均实现。
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