基于FPGA和PCIe总线的电子星模拟器设计

来源：计算机测量与控制杂志2022年第4期北京时间：

作者：唐永学,朱桂梅,,聂瑞千

单位：北京轩宇空间科技有限公司

摘要：为了实现卫星姿轨控地面半物理仿真试验，设计了基于FPGA和PCIe总线的电子星模拟器，图像分辨率支持1024*1024；图像位宽支持12bit。电子星模拟器图像处理卡基于FPGA的硬件结构，与上位机界面软件通过PCIe总线交互数据，采用LVDS(Low Voltage Differential Signaling)信号收发星图数据。地面动力学按照10ms周期将四元数通过以太网发送给电子星模拟器，电子星模拟器将生成的电子星图通过LVDS传输给星敏感器，通过地面实时仿真验证系统验证，电子星模的输出与目标值误差小于0.07%，闭环测试中星敏采集到准确的星图，显示了电子星模拟器的可行性，在卫星姿轨控地面半物理仿真试验中具有良好的推广性。

关键词：电子星模拟器;FPGA;PCIe总线;闭环仿真;星图