2.1.2　系统架构分类

星载嵌入式计算机系统是指星上采用计算机网络技术将星载电子设备互连，实现卫星内部信息共享和综合利用的信息管理和传输系统。其作为一个以多种不同的功能模块组成的完整系统，在统一的任务调度和管理下，完成整星的所有信息管理功能。星载嵌入式计算机的系统架构主要有集中式体系架构和分布式体系架构两种。

1）集中式体系架构

集中式体系架构是指由单台集中式计算机完成控制、处理等所有功能，星载嵌入式计算机可与每个处理单元进行点对点通信。这种体系架构生产成本较低，功能模块较少，体积、功耗和重量较小，对于处理单元较少的系统简单有效。

集中式体系架构主要应用于规模较小的航天器上，如小卫星或微小卫星等。这种航天器系统复杂程度较低，对卫星平台要求不高，飞行任务和运行轨道相对简单，对星载嵌入式计算机的功能、功耗和重量都有限制，因此对于小型航天器采用集中式体系架构，将姿轨控分系统、星载数据系统、有效载荷数据处理系统等集成于一个标准设备中，由一台星载嵌入式计算机和专用芯片完成控制和数据处理功能。

但是，集中式体系架构每增加一个新的处理单元，都会影响星载嵌入式计算机的软件和硬件性能，从而增加星载嵌入式计算机的处理负荷，因此该体系的模块性和可拓展性较差。而且，集中式的处理使得各个功能模块间的耦合度增加，增大了开发过程中的相互影响，模块耦合度的增加也加大了运行中故障扩散的可能性，该体系架构中存在明显的集中管理和并行处理之间的矛盾。

2）分布式体系架构

目前，分布式体系架构主要是利用总线结构进行信息交互。总线结构的分布式体系是使用一条公共的数据总线连接所有的处理器单元。和集中式体系架构相比，分布式体系架构具有模块性好、易于扩展和容错性好等特点，目前广泛应用于大中型航天器星载嵌入式计算机中。

分布式体系架构主要适用于规模较为庞大的航天器如空间站等。航天器上星载数据系统、姿轨控分系统、有效载荷数据处理系统及卫星平台系统分别配置，各个系统通过高速总线互连实现数据传输。但是，分布式体系架构复杂程度较高，开发成本较大，系统较为庞杂。

分布式系统的数据传输由功能单元间的高速总线互连实现。虽然分布式体系架构的特点是功能、性能强大，但其各功能单元分工明确、层次较清楚、耦合度低，便于独立开发和测试。