全文阅读精要

1. 引言：

• 背景描述：随着现代信息技术的迅猛发展，航天地面系统中大量通用与专用的信息系统装备得到广泛应用，但通信体制多样化导致系统集成难度增加、维护保障效率降低。

• VPX标准应用：航天地面系统遵循“三化”设计理念，采用VITA Standard 46（VPX）标准对设备和模块进行系列化设计，实现产品间的互连互通。

2. 平台化设计方案：

• 总体设计：提出基于分组交换的统一化承载方式，复用VPX规范硬件接口，扩展标准通信协议兼容性，实现模块类型识别、板间通信、配置/状态管理等功能。

• 模块类型：光纤分组传送模块分为主控交换模块和接口模块，主控交换模块负责报文交换、路由控制和保护恢复，接口模块负责光信号与以太网报文的转换。

3. 整体架构：

• 架构设计：基于VPX标准设计，主控交换模块实现机箱管理控制器（ChMC），其他模块实现智能平台管理控制器（IPMC），通过扩展IPMI协议实现模块间通信。

• MCU外设规划：选用国产兆易创新的GD32F407作为MCU，规划外设接口以兼容不同模块需求。

4. 模块识别及端口注册：

• 模块识别：每个模块配备唯一硬件地址，通过地址信号固定上拉和背板选择性下拉实现槽位识别。

• 端口注册：ChMC收集模块类型编码及在位状态，生成配置文件并执行业务端口的动态注册与注销。

5. 软件设计：

• 软件架构：包括主控交换模块CPU软件、MCU软件、接口模块FPGA软件，实现二三层协议、业务管理、硬件适配、状态监控等功能。

• 模块间通信：采用IPMB总线实现模块间及与第三方ChMC的通信，使用消息邮箱机制进行数据缓冲及同步，确保通信可靠性。

6. 模块信息维护：

• 快照信息：整合模块板卡状态信息为快照数据结构，IPMC周期性查询并更新状态，通过IPMI主动上报给ChMC。

7. 应用情况：

• 应用效果：该方案已广泛应用于航天地面系统，通过模块自动识别、端口自动注册和模块信息快照化组织，灵活适应不同接口需求，形成软硬件统一、支持模块级互换的系列化产品。