节点的查询下工作，因此效率很低，对较复杂任务的小卫星，不能满足数据总线实时性的要求：RS-485标准只对电气特性做出了规定，而不涉及接插件、电缆、通信协议，因此RS-485并不是完整的标准总线，这会增加小卫星的研制负担，同时增大了风险性；RS-485若使用不当，会出现诸如噪声干扰、总线冲突、通信电路失控、误码率高等问题，并且它也没有错误检测机制，一旦主节点出现故障，整个系统会瘫痪。

　RS-485总线在多颗卫星上得到应用，我国的实践5号就采用了该总线。

(5)BITBUS总线
  BITBUS总线是英特尔公司为在分布式控制系统中进行通信传输而设计的一种串行总线结构，其物理层采用RS—485规范。

　虽然与RS-485总线相比有所改进，但BITBUS总线同样具有传输效率低、不能满足实时性和没有错误检测机制、不能保证可靠性等缺点。另外，BITBUS的系统软件只提供了PL/M语言格式的调用方式，给高层通信软件开发带来了麻烦，不符合小卫星开发简单的要求。因此，BIT－BUS，总线也只能应用在要求不太高的简单小卫星系统中。

C总线
　I2C总线是飞利浦公司开发的一种双向两线多主机总线，能方便地实现芯片间的数据传输与控制。通过两线缓冲接口、内部控制与状态寄存器，它可以方便地完成多机间的非主从或主从通信。

　基于I2C总线的多机通信电路结构简单，程序编写方便，易于实现系统软硬件的模块化和标准化。另外，I2C是一种芯片量级的数据总线，与设备量级的数据总线不同，因此在纳型卫星中有着广阔的应用前景。

　基于美国大学纳卫星计划的“绿宝石”星座由2颗相同的卫星组成，分别由斯坦福大学和圣塔克拉拉大学研制。每个航天器为六边形，大约宽45cm，高30cm，重量15kg，采用12C同步串行总线作为数据总线，同时也是为了验证VC总线技术空间应用的可行性。

(7)CAN总线

　CAN总线是上个世纪80年代初德国博世公司为解决现代汽车中众多测控仪器间的数据通信而开发的网络通信协议。

　　CAN总线具有以下特点：可靠性高，其剩余错误概率为10-11量级：多主局部网络结构，任何节点都可以主动发送，省去了主从结构需要的查询工作，提高了总线的利用效率，满足小卫星系统的实时性要求，同时某节点的故障不会影响其余节点，且采用无损结构的逐位仲裁，提高了系统的可靠性；传输速率较高(1Mb/s)，网上节点个数不受限制，实际可达110个；CAN协议废除了传统的站地址编码，采用对通信数据块进行编码的方式，最多可定义211或229个不同数据块，借助接收滤波可使不同节点同时接收到相同数据，这对较复杂的小卫星系统很有用；CAN总线采用CRC检验方式，提供错误处理功能，保证数据通信的可靠性；CAN总线价格相对便宜，开发简单，有许多成熟的模块可以使用。

　　1999年发射的英国萨里大学的UoSAT-12、前面提到过的航天清华1号、2004年4月18日发射的纳星1号都采用了主从两套CAN总线的数据总线，其核心思想为总线备份、出错切换。

　　(8)Ethernet总线
　　Ethernet(以太网)是施乐、数字设备和英特尔三家公司于上个世纪80年代初开发并提出的，后经IEEE修改，成为IEEE802．3标准。

　　Ethernet是办公、商业领域最常用的通信网络之一，具有价格低、多种传输介质可选、高速率(10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s或更高)、易于组网等优点。另外。基于TCP/IP的Ethernet是一种开放式通信网络，很容易实现不同厂商设备之间的互联。不过，Etherent存在传输实时性、可靠性较差，缺乏应用层协议等缺点，这在一定程度上限制了Etherent在小卫星领域的应用。

　　航天清华1号采用了Ethernet作为星载计算机与对地成像系统(EIS)传输大批量数据的总线。

　(9)光纤数据总线

　国内已展开了小卫星上以光纤为传输介质、采用1773A通信协议的光纤数据总线的研究。光纤数据总线具有以下优点：传输速率高，单通道传输速率可达到20Mb/s；具有很强的抗干扰能力，提高了信号输出的信噪比，从而提高了数据传输的可靠性；各分系统间没有电信号的连接，减少了相互之间的耦合干扰，形成了分系统之间的完全隔离(对数据传输)。光纤数据总线拓扑结构可以采用集中式、分布冗余式两种方式。

　光纤数据总线在硬件上需要增加光收发器、光耦合器等光电元件，但是相对于其它以电信号为基础的数据总线，它具有不可比拟的优点。因此，经过改进和完善，光纤数据总线能更好地在小卫星上得到应用。

　　(10)其他
　　除了上述几种数据总线外，还有一些在工业、商业上应用比较成功的总线，如IEEE1394总线、USB总线等，通过改变工艺，都有可能应用在小卫星上，不过相对较为复杂。IEEE1394支持高速应用，速率可达50～400Mb/s，网络拓扑为树型结构，最多可以连接63台设备，支持实时传输。IEEE1394作为商业总线已经非常成熟，然而应用于小卫星仍需进一步研究，而且由于技术复杂，其开发难度较大。USB2.0通信速率可达480Mb/s，但必须互联为菊花链结构、非对称、异步，且需要集线器作为容错方案，管理较复杂，同样有待研究。

　　另外，对于某些模块，比如装在太阳翼上的太阳敏感器，由于距离星载计算机很远，而且连线不方便，可以采用蓝牙等无线设备构成无线网络。这也是目前比较新颖的研究方向。

　3、常用数据总线比较
　
　　前面介绍了目前小卫星上较常用和较有应用前景的几种数据总线的优缺点。经过比较，我们可以看到：

　(1)随着小卫星系统复杂性的提高，SpaceWire、Ethernet、光纤数据总线、IEEE1394、USB等高速数据总线(百兆每秒量级)会得到更广泛的应用。

　　(2)MILSTD-1553B、SpaceWire等军用总线具有极高的可靠性、稳定性，不过由于价格和保密等原因，不是普通用户能使用的，但对于有特殊可靠性要求的小卫星具有很高的应用价值。

　(3)RS-232、RS-485、BIT—BUS等较简单的数据总线已不能满足日益复杂的小卫星数据总线任务要求，但仍可以作为较次要的数据通信方式。

　(4)1212作为芯片量级的数据总线，对基于微电子、微机械工艺的纳型卫星意义重大。

(5)对普通用户来说，CAN总线性能、价格都比较有优势，是目前小卫星领域最有前途的数据总线之一。多次成功的飞行经历为更好地应用CAN总线打下了良好的基础。

　在对各种数据总线有了一定了解的基础上，具体选择何种数据总线，除了考虑可靠性、通信速率、实时性、容错性、成本等总线本身的因素外，还需要考虑以下两点

　　(1)根据实际功能用途，搭配选择恰当的数据总线。例如传输测控数据，让多个模块能同时接收所需信息，需要采用广播型总线，因此可以选择CAN、Ethernet这样的总线；而用于传输控制指令的总线，可以采用主从结构的总线或点对点的传输方式，比如MIL-STD－1553B、SpaceWire、RS－232、RS-485等。

　(2)充分应用商业可现货供应电子系统是小卫星的设计原则之一，因此，数据总线也要尽量利用成熟的工业、商业总线技术，比如CAN、Ethernet、USB等。

　　总之，在研制小卫星时，数据总线的选择搭配需综合考虑，以实现小卫星“一体化”设计原则。
　　4、结束语

数据总线是小卫星上各模块之间的数据传输枢纽，选择合适的数据总线对小卫星的成功研制意义重大。遵循“更快、更好、更省”的小卫星研发及应用目标，不断完善各种数据总线应用的标准软硬件设计，提高可靠性、通用性；充分利用改造成熟的现场总线技术，特别是高速总线，将更多的工业、商业总线引入航空航天领域，应用到小卫星上是数据总线未来的发展方向。