崔子涵 李志刚

(1 四川大学 电子信息学院，成都 610065)(2 航天东方红卫星有限公司，北京 100094)

目前，小卫星技术发展迅猛，广泛应用在航天多个领域。软件在轨重构能力、软件定义卫星技术是下一代长寿命、高性能小卫星的发展趋势[1]。

小卫星星上总线网络一般由星务、姿轨控、电源、测控、载荷等多台电子设备通过CAN总线连接构成。在软件重构时，新版软件代码由地面通过测控信道上注到星务系统[2]，并通过CAN总线分发至最终设备实现软件重构。随着小卫星功能复杂度急剧增加，重构软件代码量大幅加大，如部分设备FPGA软件代码已超过几百兆字节(byte)，而目前CAN总线较低码速率能力(一般为500 kbit/s)无法满足小卫星软件在轨重构需求。

近年来，为了满足高通信数据率的需求，汽车领域逐步开展了从CAN总线向灵活可变数据率控制局域网络(CAN with Flexible Data Rate，CAN FD)总线的升级，汽车领域的应用验证了新一代CAN FD总线可靠性。为此，本文基于小卫星在轨软件重构需求，对高码速率CAN FD总线的技术特点进行了研究，提出了适用于小卫星软件在轨重构的新一代CAN FD总线技术应用方法，开展了总线系统设计，并进行了初步测试验证，为后续小卫星星载应用奠定基础。

1 小卫星在轨软件重构需求

随着国际市场竞标和国内用户对低轨小卫星寿命的需求逐渐从5年提升到8年，甚至10年(如哈萨克斯坦遥感卫星竞标需求)；同时，小卫星故障或“举一反三”导致的软件在轨升级、用户功能在轨升级、在轨自主管理能力、更高的测控通信能力(国外上下行测控能力高达10 Mbit/s)等软件重构需求也日益增加，而未来软件定义卫星也将成为小卫星发展的新趋势。……