包 冲

中国科学院大学(北京国科环宇空间技术有限公司)，北京100049

在航天领域，随着各类数据载荷(如光学相机、雷达等)性能的不断提升，可能会要求后端数据处理设备有非常高的数据传输、交换和处理能力[1]。SRIO(即Serial RapidIO，它是面向嵌入式系统开发提出的新一代高速互联技术，已于2004年被国际标准化组织(ISO)和国际电工协会(IEC)批准为ISO/IECDIS 18372标准)总线具有传输带宽高、协议精简，操作灵活等特点[2]，当前主流的高性能数据处理器件，如DSP、FPGA、PowerPC等，很多都集成了SRIO总线控制器[3]，因此SRIO成为载荷数据处理设备的首选总线。

在航天设备中应用SRIO总线，可靠性是必须考虑的因素，而冗余备份是提高可靠性的最有效手段之一[4]。作为一种基于交换的高速数据串行传输总线，SRIO协议本身并没有针对其交换系统的冗余备份机制提出建议。本文基于实际应用情况，对SRIO交换系统的冗余备份机制进行了研究，提出了几种方案，并进行了可靠性的计算、分析和比较。

1 背景概述

1.1 SRIO交换芯片

交换系统的冗余备份机制的设计都要围绕交换芯片来完成。因此，SRIO交换芯片是SRIO交换系统中的关键部件。

目前市场上使用的SRIO交换芯片以IDT公司的产品为主，国内相关研究很少[5]。IDT公司的CPS1848是常用的交换芯片之一，它支持 SRIO 2.1标准，具有48个通道，支持18个端口,可以灵活配置端口模式和速率。

在应用中，当单个交换芯片不能满足系统对端口数量的要求时，一般会使用多个交换芯片进行级联，组成一个交换单元来扩充交换端口。……