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通

    信    学    报 

第

29 卷 

 

2    系统结构 

2.1  AMS02 数据采集系统及通信方式 

AMS02 的数据采集系统包括探测器前端子

系统和主数据采集计算机（

JMDC），前端系统和

各子探测器 相连，探测 数据由前端 系统传输到
JMDC，并经由太空站通信单元传回地面，同时
接收地面的指令。出于冗余和安全性考虑，在主
控制计算机箱

J-Crate 中，同时放置了 4 台 JMDC

计算机（如图

1 所示）。JMDC 是基于 PowerPC

体系架构的硬件平台，运行

Hardhat Linux 嵌入

式 操 作 系 统 ； 每 台

JMDC 中 主 要 包 括 基 于

PowerPC 750 的计算单元、大容量存储单元和通
信单元。为了完成和

AMS 中不同数据通道的数

据交换，

JMDC 的通信单元主要包括 3 种主要的

接口，即

CAN、AMSWire/1553B 和 HRDL/RS422。

AMS 对数据通信设计有统一的 Master/Slave 通
信协议和

AMS 标准数据格式

[4]

，以上的各种通

信接口通过适配都可以纳入

AMS 通信协议的框

架下。

 

AMS Master/Slave 通信协议

[4]

是一种传输层协

议，其基本思路是：所有的通信过程都是由

Master

发起请求，

Slave 根据请求的内容进行回复，而所

有的

Slave 都不允许进行主动的通信，同时在 Master

方使用超时机制来处理通信中出现的数据丢失等
错误。

 

2.2  TTCS 电子控制系统 TTCE 

两相

CO2 热控系统 TTCS 主要由 CO2 热环路

和电子控制系统

TTCE 组成，针对太空工作环境的

复杂性和高可靠性要求，

TTCS 系统总体结构采用

双 冗 余 设 计 ， 不 仅

CO2 热 环 路 设 计 有 主 环 路

（

primary loop）和次环路（secondary loop），电子

控 制 系 统

TTCE 也 为 双 冗 余 设 计 （ TTCE_A + 

TTCE_B）。TTCE 主要包括主控板 TTEC、驱动和
电源板

TTEP 和泵及阀门控制板 TTPP。 

主控板

TTEC 是电子控制系统中的核心，主

要完成和

JMDC 的 CAN 通信、数据采集和处理、

控制算法和环路运行控制等。

TTEC 板结构如图

1 所示，硬件设计采用  “MCU + FPGA”结构，
其中

MCU 完成 TTCS 应用层协议解析；FPGA1

主要负责

AMS-CAN 通信协议解析和非关键点

数据采集；而

FPGA2 则负责关键点温度数据采

集、环路运行控制和控制算法（

P/PI）输出。在

TTEC 中 CAN 通信的实现是由 MCU 和 FPGA1
共同完成，

FPGA1 主要针对 AMS 传输层协议，

以保证

CAN 通信的稳定可靠；而 MCU 主要针

对

TTCS 应用层，以保证设计的可扩展性。JMDC

和

TTEC 间的 CAN 通信采用双 CAN 总线拓扑

（如图

1 所示）设计，保证了通信的高可靠性。

4 台 JMDC 同时跨接在 2 条 CAN 总线上，而 TTEC
通过

2 个 82527 CAN 控制器也同时跨接在 2 条

CAN 总线上。 

 

图

1  TTEC 硬件架构