美国快速响应卫星遥感相机电子学的技术特点（中）

　　2.1.2 CPCI 总线的应用
　　CPCI（compact peripheral component interconnect）总线，又称为紧凑型 PCI，是在 PCI 技术基础之上经过改造而成。CPCI 总线时钟频率为 66.6MHz，总线宽度为 32 位或 64 位，最大数据传输率为528Mbyte/s，支持 64 位寻址，能够实现高速数据的传输。总线采用数据信号和地址信号分时复用的方式，能够满足突发情况下的数据传输。在兼容性方面，该总线能够实现不同设备和处理器的共存共享，即在同一系统中兼容不同速度的设备，以及兼容多种处理器甚至是未来的新处理器。在应用方面，CPCI 总线能够实现设备的即插即用，能够自动检测、识别和配置外部设备。当板卡插入系统后，系统会自动访问板卡的配置空间，通过读取配置空间中的参数，决定外设映射的基地址和所需的资源，再自动寻找相应的驱动程序。由于 CPCI 设备不占用固定的内存空间或 I/O 空间，而是由操作系统读取板卡参数决定其映射的地址，所以 CPCI 总线可以真正的实现即插即用。CPCI 总线在实际使用中通常需要总线桥接芯片。该芯片的主要功能是连接 CPCI 总线和局部总线，连接板卡上的设备和系统总线。CPCI 桥接芯片的实现方式有两种：一种方法是选择专用的桥接芯片，另一种是使用 FPGA 或 DSP 中的硬件资源。美国的TacSat-3 采用的是第二种方案。TacSat-3 的响应可重构处理器 RA-RCC（responsive avionics reconfigurable computer）采用了 CPCI 总线。总线桥接芯片使用的是 Actel 公司的 RTAX2000 型 FPGA。该芯片是抗辐射的宇航级反熔丝器件，具有很高的可靠性。Actel 公司为 RTAX2000 提供完整的可用于 CPCI 总线的 IP（intellectual property）核，可以有效的节省开发时间和开发成本。
　　2.1.3 Ethernet 总线的应用

　　以太网是在 20 世纪 70 年代初期由 Xerox 公司 Palo>　　2.2 低等级器件的选用和改造
　　选用已有的商业级、军用级产品，或直接使用 COTS 器件进行设计是实现卫星低成本制造的重要技术途径。相对于使用宇航级元器件而言的传统设计方法，这种方法更能节省物资成本和时间成本。
　　在卫星上使用低等级产品需要考虑产品的力学特性、温度适应范围、真空漏气和空间辐射等多方面因素。美国在快速响应卫星研制过程中，考虑到卫星运行的轨道较低，在轨寿命通常为 1 年，因此适当的放宽了对电子产品的工作时间和寿命的要求，允许在非关键环节上使用低等级元器件或部组件。
　　2.2.1 商业级产品的加固和实验
　　ARTEMIS 是 TacSat-3 实验任务的主要有效载荷，其中包括一台可见光相机，该相机又称高分辨率成像仪。为了满足成本和进度方面的要求，负责高分辨率成像仪研制的美国雷声公司将 Dalsa 公司的一款成本低、结构紧凑的相机进行了改造。改造后进行了环境实验，重点验证电子学部分的力学、温度、漏气、抗辐射 4 个方面的特性，试验结果表明改造后的产品能够满足设计要求。
　　2.2.2 军级产品的改造和移植
　　移植军用产品是快速响应卫星使用低等级产品的另一种方式。以 ORS-1 卫星的光电侦查载荷为例，该载荷由古德里奇公司“高级光电侦察系统-2”（SYERS-2）多光谱探测设备改进而成，采用了新型时间延迟积分焦平面。该设备曾是 U-2 高空侦察机使用的主要成像侦查设备。改进型 SYERS-2 的侦查设备工作谱段从可见光到中波红外共 7 个谱段，可以完全兼容改进前的地面接收系统，避免了用户系统的升级。
　　2.2.3 低等级元器件的应用
　　美国快速响应卫星的很多产品直接使用 COTS 器件或军级器件。其中比较典型的是 TacSat-3 的RA-RCC 单元。该设备主要用于图像压缩，所用主要元器件中包括 3 片 Xilinx 公司的 XC4VLX160 型FPGA、1 片 Actel 公司的 RTAX2000 型 FPGA。其中 XC4VLX160 型 FPGA 是非宇航级的低等级器件，RTAX2000 型 FPGA 是宇航级器件。XC4VLX160 型 FPGA 主要用于图像处理，RTAX2000 型 FPGA 主要用于对低等级器件运行状态的监控。