卫星测试科普（八）：卫星高速数字信号、接口与总线测试

在浩瀚的卫星世界里，数据就像是一位忙碌的信差，穿梭在各个设备之间。而高速接口与总线，就是这位信差行走的“高速公路”，也是卫星数据传输与通信的核心通道。其高效、稳定的运作直接关系到整个卫星系统的性能和可靠性。高速接口与总线超级加速器：高速接口。高速接口通常指的是在数据传输过程中，能够实现较高速度的数据传输的通信接口。这些接口就像是数据的加速器，能够在极短的时间内传输大量的数据，广泛应用于卫星与地面站、卫星系统的各种功能模块之间。数字神经网络：总线。就像生物的神经网络一样，总线在卫星载荷的数字世界中构建了一个复杂而精密的通信线路。它允许各个部件之间进行数据和控制信息的传输，可以说是卫星内部的“信息高速公路”。卫星常见的高速接口与总线对于卫星载荷，常见的高速接口与总线包括SpaceWire、LVDS、TLK2711、光纤接口、PCI Express、SATA、DDR等。l SpaceWire 是一种高速、低功耗的数据通信网络标准，广泛应用于航天器和卫星系统。SpaceWire 接口在卫星系统中被广泛应用于不同模块之间的连接，适合于 spacecraft 内部通信。l LVDS（低电压差分信号）：是一种用于高速数字数据传输的信号传递技术，具有低电压差分信号的特点。在卫星通信和图像传输中，LVDS 接口被应用于图像传感器与处理单元之间的连接。l TLK2711：凭借其高速数据传输、低功耗、高可靠性和广泛的应用场景，它支持从1.6Gbps至2.5Gbps的有效串行接口速度，能够提供高达2Gbps的数据带宽，适合用于卫星载荷与后端数据处理设备之间的高速数据传输。l 光纤接口：光纤接口通过光纤作为传输介质，利用光的全反射原理进行信息传输。常见的光纤接口类型有单模光纤接口（如FC、SC、ST、LC等）和多模光纤接口，每种类型适用于不同的传输距离和场景。l PCI Express ：是一种高速串行计算机扩展总线标准，拥有更高的最大系统总线吞吐量，更低的I/O引脚数量和更小的物理尺寸，更好的总线设备性能缩放，l SATA：是一种用于连接硬盘驱动器和主板的高速接口，最初设计用于计算机存储设备的数据传输。它允许设备之间以串行方式进行数据传输，具有较高的数据传输速率，通常从1.5Gbps到可达6Gbps（SATA III）。SATA的高传输速率和可靠性使其适合在高数据流量的卫星应用中使用，SATA接口的广泛应用使得其具有丰富的硬件生态系统，便于维护和升级。l DDR：具有双倍数据传输率的SDRAM，其数据传输速度为系统时钟频率的两倍，能够在每个时钟周期的上升和下降沿传输数据，从而实现双倍数据速率。由于速度增加，其传输性能优于传统的SDRAM。高速信号的时光捕手：高速数字实时示波器的测试与保障玖锦科技自研的高速数字实时示波器PDS6184A，可以达到20GHz带宽，80 GSa/s，也是目前国内能够达到的最高水平。针对卫星的高速数字信号与总线测试需求，玖锦PDS6184A可广泛应用于眼图、抖动、协议一致性等方面的测试。从PCIe到USB，从Ethernet到Serial ATA，尤其是PCIe，作为现代计算机的高速通道，其版本迭代不断突破速度极限，从PCIe 1.0到PCIe 5.0，带宽的提升如同给数据赛道换上了超级引擎。通过对高速接口进行严格的测试，不仅可以保障卫星在极端环境下的稳定性，更能在数据传输的高要求下确保其完整性和可靠性。随着卫星技术的不断发展，我们相信未来会有更多更先进的高速接口与总线技术涌现出来，为卫星数据传输提供更加高效、稳定的支持。