标准号：GB/T 38065-2019 标准名称：航天器SpaceWire总线技术要求 英文名称：Technical requirements of Space Wire bus on spacecraft 标准格式：PDF 发布时间：2019-10-18 实施时间：2020-05-01 标准大小：2889K 标准介绍：本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草 本标准由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)提出并归口本标准起草单位：上海航天计算机技术研究所、北京控制工程研究所、山东博达特种电缆有限公司 西安微电子技术研究所、航天时代电子技术股份有限公司、北京荣俊恺业电子技术有限公司。本标准主要起草人：徐瑞瑞、朱新忠、赖晓敏、史琴、周秀娟、泮朋军、张风源、罗唤霖、吴杰、蒋仁兴刘波、赵汝海、宋义达、梁洁玫、张凯、王剑峰、彭清华、甘军宁、曾俊杰、包勇。 本标准規定了 Space wire总线及其相关设备接口的一般要求、详细要求、故障恢复机制以及典型应用 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 LEEE1355-1995异构互连(HIC)《低成本，用于并行系统结构低延迟可扩展串行互连》EEEStandard for Heterogeneous Inter Connect (HIC)。( Low-Cost, Low-Lateney Scalable Serial Interconnect for Parallel System Construction) E3196可量测相干接日D)用低压差动信号(1Ds[ EEE Standard for1aw ge Differential Signals (LVDS) for Scalable Coherent Interface(SCI)] 3术语和定义、缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 链路Iink 两个 Space wire淌口之间用于传输数据和控制信息的双向链接 3.1.2 节点nede ire包的源发地或目的地，可为存储器、传感器或其他接入 SpaceWire网络的设备 点包含一个或多个 Space Wire端口， 路由器 router 包含一个开关矩阵、一个或多个 Space wire端口，根据每个包的目的地址控制路由开关，将其从pace wire端口交换至另一个 Space wire端口的器件

ICS49.020
中华人民共和国国家标准
GB/T38065—2019
航天器SpaceWire总线技术要求
Technical requirements of SpaceWire bus on spacecraft2019-10-18发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2020-05-01实施
规范性引用文件
术语和定义、缩略语
术语和定义
缩略语
一般要求
总线结构
协议栈
5详细要求
物理层
连接器
电缆组件
PCB布线
信号层
信号编码
SpaceWire链路
链路速率
字符层
数据字符
控制字符
控制码…
奇偶校验
初始传输字符
链路发送器/接收器与主机系统接口5.4交换层
链路字符和标准字符
字符传输优先级
链路流控制
链路状态机
链路初始化bZxz.net
差错检测
包的定义
CCSDS包在SpaceWire网络上的传输次
GB/T38065—2019
GB/T38065—2019
网络层
基本特性
SpaceWire路由
SpaceWire节点
SpaceWire网络
网络时间
6故障恢复机制
交换层故障及处理
交换层故障类型
交换层故障处理
网络层故障及处理.
链接错误处理
接收到包错误结束字符处理
无效目的地址处理
链路错误恢复
应用层故障处理
应用层约定
链路初始化超时故障处理
包传输超时故障处理
包接收超时故障处理
典型应用
系统设计
工艺设计
PCB设计·
连接器焊接
结构设计：
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草GB/T38065—2019
本标准由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会（SAC/TC425)提出并归口。本标准起草单位：上海航天计算机技术研究所、北京控制工程研究所、山东博达特种电缆有限公司、西安微电子技术研究所、航天时代电子技术股份有限公司、北京荣俊恺业电子技术有限公司。本标准主要起草人：徐瑞瑞、朱新忠、赖晓敏、史琴、周秀娟、洋朋军、张风源、罗唤霖、吴杰、蒋仁兴刘波、赵汝海、宋义达、梁洁玫、张凯、王剑峰、彭清华、甘军宁、曾俊杰、包勇。m
1范围
航天器SpaceWire总线技术要求
GB/T38065—2019
本标准规定了SpaceWire总线及其相关设备接口的一般要求、详细要求、故障恢复机制以及典型应用。
本标准适用于各种航天器内的SpaceWire总线及其相关设备的研制与使用2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。IEEE1355—1995异构互连（HIC)（低成本，用于并行系统结构低延迟可扩展串行互连)[IEEEStandard forHeterogeneousInterConnect(HIC),(Low-Cost,Low-Latency Scalable Serial InterconnectforParallelSystemConstruction)IEEE1596.3—1996可量测相干接口（SCI)用低压差动信号（LVDS）［IEEEStandardforLowVoltageDifferentialSignals(LVDS)forScalableCoherentInterface(SCI)3术语和定义、缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
链路link
两个SpaceWire端口之间用于传输数据和控制信息的双向链接。3.1.2
节点node
SpaceWire包的源发地或目的地，可为存储器、传感器或其他接人SpaceWire网络的设备。注：节点包含一个或多个SpaceWire端口。3.1.3
路由器router
包含一个开关矩阵、一个或多个SpaceWire端口，根据每个包的目的地址控制路由开关，将其从一个SpaceWire端口交换至另一个SpaceWire端口的器件。3.1.4
网络network
由节点、链路、路由器（可选)构成，节点与节点间通过链路和路由器相互连接，实现数据包的传输。3.1.5
端口port
SpaceWire总线接口，含输人口和输出口。1
GB/T38065—2019
protocol stack
协议栈
网络中各层协议的总和。
注：网络中的数据依次从顶层协议传递到底层协议，再从底层协议依次传递到顶层协议。SpaceWire网络的协议栈由底层到顶层依次为物理层、信号层、字符层、交换层、包层、网络层和应用层（用户自定义）。3.1.7
物理层physical layer
规定物理互连介质，如电缆、接插件等的协议层。3.1.8
signal level
信号层
规定SpaceWire电信号电气特性、噪声容限和信号编码方式的协议层，3.1.9
字符层
characterlevel
规定如何将数据和控制字符转换成位流的协议层3.1.10
exchange level
交换层
规定链路初始化、链路流控制、链路错误检测以及链路错误恢复机制的协议层。3.1.11
packetlevel
规定如何将数据组织成可以在链路或网络上传输的包的协议层。3.1.12
网络层
networklevel
规定数据包如何通过网络从源节点传输到目标节点的协议层。3.1.13
故障恢复机制
errorrecoveryscheme
在SpaceWire链路上发现并处理错误的方法，3.1.14
data-strobe;DS
数据-阀控
将数据位流和时钟信号编码成两个信号，一个为原始数据位流，称为数据信号（D信号），另一个信号在数据位流不变化时翻转，称为阀控信号（S信号）。3.1.15
data character
数据字符
DS编码后的数据字节，10位宽，可在链路上传输3.1.16
control character
控制字符
用于在链路上传递控制信息的字符3.1.17
包结束标识
end of packetmarken
控制字符，指示包的结束，包括包结束字符（Endofpacket，EOP）和包错误结束字符（Errorendofpacket,EEP)。
标准字符
normal-character
数据字符、EOP及EEP的统称。
流控制令牌字符flowcontroltoken;FCT用于管理链路上的数据流的控制字符注：一个流控制令牌表示可以再接收8个标准字符3.1.20
Fescape character;ESC
转义字符
控制字符，与其他控制字符或数据字符组合成控制码。3.1.21
控制码control code
两个控制字符组成的字符序列，包括空闲码（Null)和时间码（Time-Code）。3.1.22
空闲码Null
由一个ESC和一个FCT组成的控制码。注：当链路上无数据或控制字符传输时，持续发送空闲码，以保持链路活跃，3.1.23
时间码Time-Code
GB/T38065—2019
用于同步SpaceWire网络时间，由一个ESC和一个数据字符组成，数据字符由6位的信息时间和2位保留位组成的控制码。
链路字符link-character
用于控制链路上的数据流，仅在链路层传输的控制字符或控制码，包括FCT和Null。3.1.25
包packet
由目的地址、包装数据、包结束标识组成的标准字符序列。3.1.26
链路速率data signallingrate
控制字符及数据字符位流在链路上的传输速率。3.1.27
自启动AutoStart
通过软件或硬件方式实现的配置参数。置位后，SpaceWire端口一旦接收到Null即打开链路3.1.28
链路启动LinkStart
通过软件或硬件方式实现的配置参数。置位后，SpaceWire端口发送Null以启动SpaceWire链路3.1.29
主机系统
hostsystem
链路接口接人的系统，如计算机、传感器、存储器注：主机系统可不含处理器
链路接口linkinterface
SpaceWire总线接口，包含一个从主机系统取数发送到SpaceWire链路上的发送器；一个从SpaceWire链路接收数据传送至主机系统的接收器GB/T38065—2019
逻辑地址logicaladdress
位于包首，指示包的目的地的数据字符。3.1.32
偏斜skew
信号上升沿或下降沿的实际到达时间与预期到达时间之间的差值。3.1.33
抖动jitter
信号的时域变化与其理想位置之间的偏差。2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CcSDS：空间数据系统咨询委员会（consultativecommitteeforspacedatasystems）DS：数据-阀控（data-strobe）EEP：包错误结束字符（errorendofpacket）EMC：电磁兼容性（electromagneticcompatibility）EOP：包结束字符（endofpacket）ESC：转义字符（escapecharacter）FCT：流控制令牌字符（flowcontroltoken）FIFO：先进先出存储器（firstinfirstoutmemory）L-Char：链路字符（link-character）LSB：最低有效位（leastsignificantbit)LVDS：低电压差分信号（lowvoltagedifferentialsignalling）MSB：最高有效位（leastsignificantbit）N-Char：标准字符（normal-character）PCB：印制电路板（printedcircuitboard)RMAP：远程存储访问协议（remotememoryaccessprotocol)4
一般要求
总线结构
SpaceWire总线网络由节点、路由器和链路组成，节点之间通过链路和路由器（可选）连接。一个最简网络，由两个节点和一条链路组成，如图1所示：一个较为复杂的网络，由多个节点、路由器及多条链路组成，如图2所示。其中，链路为全双工、串行、点到点传输线路，传输介质为屏蔽双绞线。网络中的信息交互以数据包的方式进行传输，数据包的源及目的设备均为节点链路
(link)
(rmle)
(mssle)
SpaceWire最简网络示意图
4.2协议栈
(mde:)
(link)
路中器
(rouiteri
路电器
(routeri
(rule:)
复杂SpaceWire网络示意图
(nede)
(nede)
路山器
(rmuter）
(rukk:)
GB/T38065—2019
SpaceWire协议栈由物理层、信号层、字符层、交换层、包层、网络层及应用层组成，如图3所示。应用层
N-C hatr
时间码
网络层
时间码
交换层
学衍层
信号层
物理层
SpaceWire协议栈示意图
各协议层规定内容如下：
物理层提供传送数据的物理通路，包括电缆、连接器、电缆组件、PCB走线等物理介质。本标准对电缆、连接器、电缆组件、PCB走线等进行了约束；b）
信号层提供可靠的信号传输模式。本标准规定了信号经DS编码后以LVDS电平形式传输，对LVDS信号噪声门限、DS编码、链路速率等进行了规定：c
字符层定义数据字符、控制字符和控制码；交换层旨在物理通道上建立可靠的数据传输链路；包层定义数据链路上传输的数据包格式；网络层定义网络构成和运行机制；应用层由用户自行定义。
GB/T38065—2019
5详细要求
物理层
5.1.1电缆
电缆结构
SpaceWire电缆由4对相互绝缘的双绞屏蔽线和外绝缘层构成，5.1.1.2
差分特征阻抗
差分对的特征阻抗应为（1006)2。5.1.1.3
差分对之内的信号偏斜应小于0.05ns/m；差分对之间的信号偏斜应小于0.1ns/m。5.1.2连接器
5.1.2.1选型
SpaceWire连接器可选用微距D型，9芯压接或焊接连接器，也可选用其他类型的、可用于差分信号传输的接插件。同一网络内的设备宜选用相同规格的连接器，以便于快速组网以及设备和电缆的复用。5.1.2.2插座
设备端宜采用孔式插座，插座应为直针式，以提高设备的抗震性。插座安装时应与设备壳体良好接触，搭接电阻小于10m2。
电缆端宜采用针式插头，电缆屏蔽层通过防电磁干扰尾罩与连接器的保护罩连接。5.1.2.4
连接器接点定义
9芯连接器的接点定义如表1和图4所示。连接器接点定义
连接器接点号
信号名称
可不连接或连接到电缆的内屏蔽层，根据系统及设备的接地设计进行选择，宜连接
5.1.2.5连接器与印制板的连接
连接内屏蔽
层或不连接
图4SpaceWire连接器接点定义图GB/T38065—2019
连接器通过飞线连接到印制板，所有飞线修剪等长，差分对进行双绞。若连接器接点3与内屏蔽层连接，则从内屏蔽层引线连接到印制板的信号地。5.1.3电缆组件
电缆组件由两个相同的连接器和一根电缆组成。5.1.3.2电缆长度和电气性能
电缆的最大长度取决于D信号和S信号的偏斜、抖动及信号衰减。电缆组件的差分对之内的信号偏斜应小于0.05ns/m。电缆组件的差分对之间的信号偏斜应小于0.1ns/m。电缆组件连接
电缆组件的连接有两种方式，方式一如图5和表2所示，方式二如图6和表3所示。10
GROUNID
外屏敲层
内屏蔽层
GROUND
图5SpaceWire电缆组件连接方式一示意图Q3
GB/T38065—2019
连接器A信号
A-Din+
A-Din-
A-Sin+
A-Sin-
（与差分对5.9、4.8的
内屏蔽层相连）
A-Sout+
A-Sout
A-Dout+
A-Dout
A-外屏蔽层
连接器A管脚
连接器壳体
连接方式一的要求如下
电缆组件连接方式一接点表
连接/
不连接
连接器B管脚
连接器壳体
连接器B信号
B-Dout+
B-Dout-
B-Sout+
B-Sout-
（与差分对5,9、4,8的
内屏蔽层相连）
B-Sin+
B-Sin-
B-Din+
B-外屏蔽层
a）Dout+十/Dout-差分对与Sout+/Sout一差分对的内屏蔽层应相连，并连接到连接器接点3；b）连接器与电缆的连接处宜使用金属尾罩，以取得良好的力学保护和电磁屏蔽效果；c)
电缆外屏蔽层与连接器壳体应良好结合，搭接电阻小于10mQ；金属尾罩与连接器主体应良好结合·搭接电阻小于10mQ两个连接器的接点3可连接或不连接，根据系统及设备的接地设计进行选择，推荐连接GO
外尿蔽层
内尿蔽层
图6SpaceWire电缆连接方式二示意图04
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