ICS49.140 CCSV04 中华人民共和国国家标准 GB/T43374—2023 空间数据与信息传输系统 航天器信息系统软件体系结构 Spacedataandinformationtransfersystems— Spacecraftinformationsystemsoftwarearchitecture 2023-11-27发布 2024-03-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 缩略语 1 …………………………………………………………………………………………………… 5 航天器信息系统软件体系结构和接口 2 ………………………………………………………………… 5.1 结构设计 2 …………………………………………………………………………………………… 5.2 接口设计 3 …………………………………………………………………………………………… 6 操作系统层 4 ……………………………………………………………………………………………… 7 中间件层 4 ………………………………………………………………………………………………… 7.1 结构说明 4 …………………………………………………………………………………………… 7.2 亚网层 4 ……………………………………………………………………………………………… 7.3 传递层 5 ……………………………………………………………………………………………… 7.4 应用支持层 5 ………………………………………………………………………………………… 8 应用管理层 6 ……………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性) 航天器信息系统软件体系结构中间件层软件构件列表 7 …………………………… 参考文献 10 ……………………………………………………………………………………………………GB/T43374—2023 前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件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。 本文件起草单位:北京空间飞行器总体设计部、清华大学、中国航天标准化研究所、北京航空航天大 学、厦门泮池科技研究院有限公司、同方股份有限公司。 本文件主要起草人:何熊文、詹盼盼、徐明伟、顾明、阎冬、程博文、齐征、杨丽君、朱剑冰、杨芫、刘君、 燕宪文、原仓周、贾雨棽、周玉霞、许捷立、张红军、董振辉、李佳津、陈朝基、刘岩。 ⅠGB/T43374—2023 空间数据与信息传输系统 航天器信息系统软件体系结构 1 范围 本文件规定了航天器信息系统软件体系结构、接口和软件体系结构中的操作系统层、中间件层、应 用管理层的组成。 本文件适用于航天器信息系统的软件系统设计、软件体系结构和软件构件设计。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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。 GB/T42041 航天术语 空间数据与信息传输 3 术语和定义 GB/T42041界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 软件构件 softwarecomponent 将功能接口、程序代码、数据等封装成一个可独立配置的、与外部环境分离的基本软件单元。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 AN:模拟量(Analogue) AOS:高级在轨系统(AdvancedOrbitingSystem) API:应用程序编程接口(ApplicationProgrammingInterface) BP:束协议(BundleProtocol) BSP:板级支持包(BoardSupportPackage) CAN:控制器局域网(ControllerAreaNetwork) CCSDS:空间数据系统咨询委员会(ConsultativeCommitteeforSpaceDataSystems) CPU:中央处理器(CentralProcessingUnit) DS:串行数字量(DigitalSerial) IO:输入输出(Input/Output) IP:网际互联协议(InternetProtocol) IPoC:IP通过CCSDS(IPoverCCSDS) LTP:利克莱德传输协议(LickliderTransmissionProtocol) ML:内存加载(MemoryLoad) 1GB/T43374—2023 PUS:包应用标准(PacketUtilisationStandard) RAM:随机存取存储器(RandomAccessMemory) ROM:只读存储器(Read-OnlyMemory) TC:遥控(Telecommand) TCP:传输控制协议(TransmissionControlProtocol) TTE:时间触发以太网(TimeTriggeredEthernet) UDP:用户数据报协议(UserDatagramProtocol) USLP:统一空间数据链路协议(UnifiedSpaceDataLinkProtocol) 5 航天器信息系统软件体系结构和接口 5.1 结构设计 航天器信息系统是运行于航天器上的用于航天器信息获取、处理与传输的系统。本文件的航天器 信息系统在实际应用中可为航天器数据管理系统、综合电子系统或星务管理系统。空间数据与信息传 输的参考体系结构见GB/T42037—2022。 航天器信息系统软件体系结构包括操作系统层、中间件层和应用管理层,如图1所示。该体系结构 通过分层,对各层的业务和业务接口进行标准化,将一些通用的功能采用标准的软件构件实现,以提高 软件的可重用性,支持软件构件重构和升级,屏蔽底层硬件接口和协议变化带来的影响,使得单层的变 化不影响其他层。 航天器信息系统软件体系结构运行的硬件包含各种星载计算机的组件,是软件运行的基础,主要有 CPU、ROM、RAM、时钟、1553B总线接口、CAN总线接口、Spacewire总线接口、TTE接口、串口、 DS接口、ML接口、AN接口、ON/OFF接口、看门狗、内总线接口和扩展硬件接口。 操作系统层作为底层硬件的支持平台,通过设备驱动程序框架和操作系统API屏蔽了底层硬件以 及操作系统的差异。中间件层作为整个软件体系结构的核心,将多种标准化的业务和协议纳入其中,采 用软件构件的形式实现。应用管理层在操作系统层和中间件层的支持下,通过对中间件层的软件构件 组合,完成航天器信息系统的业务功能。在上述软件体系结构的支撑下,用户可对中间件层的软件构件 进行选取和参数配置,并开发满足应用特殊需求的软件与之组装,实现软件快速开发。 2GB/T43374—2023 图1 航天器信息系统软件体系结构 5.2 接口设计 5.2.1 层间接口 航天器信息系统软件体系结构的每一层应对上层提供标准的接口,每一层中具体的协议实现应符 合该层对上层的接口要求。下面对各层的接口进行了说明。 a) 操作系统层接口:包括任务管理接口、中断管理接口、内存管理接口、信号量管理接口、消息队 列管理接口、定时器管理接口、IO接口、设备驱动程序接口和用户支持库接口等。 b) 亚网层接口:包括星载子网构件提供的包业务接口、存储器访问业务接口、同步业务接口和扩 展子网业务接口,空间子网构件提供的TC空间数据链路协议接口、AOS空间数据链路协议 接口、USLP接口和扩展数据链路协议接口。 c) 传递层接口:包括空间包协议接口、TCP协议接口、UDP协议接口、IP协议接口、封装业务接 3GB/T43374—2023