赵允齐，安军社，郑静雅，祝 平，臧文博

(1.中国科学院国家空间科学中心 复杂航天系统电子信息技术重点实验室，北京 101400；2.中国科学院大学 国家空间科学中心，北京 101400)

0 引 言

在2007年，欧空局提出了SpaceFibre总线协议第一版草案，直到在2018年发布SpaceFibre协议正式版，该协议面向吉比特每秒，具有良好的纠错容错、数据重传等功能。该协议的目的是为了满足日益增长的航天器载荷上的数据传输需求，弥补现有航天总线的不足[1]，诸如通信速度、纠错容错能力、传输距离、异常处理、时间确定性等方面。该协议是在2003年SpaceWire总线协议的基础上进行改进的[2]，具有SpaceWire协议的所有优点。为了解决SpaceWire虫洞路由带来的数据阻塞问题，SpaceFibre协议采用虚拟通道路由，这种路由机制使得数据传输速率大大提升，根据目前邓迪团队的成品IP核的测试结果，数据传输速度可达2.5 Gbit/s[3]，在Microsemi RTG4 FPGA上可达3.125 Gbit/s[4,5]。

本文重点介绍和分析SpaceFibre协议中网络层对于路由器的定义，并提出了一种SpaceFibre路由器实现方法。该方法能够实现5端口虚拟通道路由的基本功能，采用轮询仲裁的算法，并使用虚拟通道控制器控制传输队列。用Verilog代码实现该设计后，通过了仿真验证，仿真波形正常，功能符合设计需求。

1 SpaceFibre总线协议

因为SpaceFibre协议是在SpaceWire协议的基础上提出的，因此也具有低成本、高速度、高容错等优点。SpaceFibre是一种全双工协议，目标是能传输高、低两种通道的所有类型数据，具有时间片、CRC检验等功能，支持故障检测、隔离和恢复(FDIR)。SpaceFibre支持QoS的信息发送，侦测任何帧或控制码丢失或错误，同时提供重发机制和ACK/NACK交互，支持优先级别服务，带宽保留、预约和调度，支持时间窗功能，通过加入伪随机码有效降低电磁辐射和提高抗干扰能力。……