發(fā)布時(shí)間：2017-11-13 01:24

  本文關(guān)鍵詞：星載可見光圖像采集系統(tǒng)抗輻射樣機(jī)設(shè)計(jì)

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【摘要】：宇宙空間的高能粒子一直以來都是威脅航天器正常工作狀態(tài)的重要因素,近年來,人類加大了對空間資源開發(fā)利用的力度,越來越多功能復(fù)雜的航天器進(jìn)入了太空。航天器任務(wù)的多樣化和功能的復(fù)雜化對空間電子系統(tǒng)提出了更高的要求,諸如FPGA、DSP一類的大規(guī)模集成電路在空間環(huán)境中得到了廣泛的應(yīng)用。然而,隨著集成電路規(guī)模的增加、工藝制程的改進(jìn)、工作頻率的提高,空間輻射效應(yīng)對器件可靠性造成的影響也越來越顯著,特別是空間輻射造成的單粒子效應(yīng),已經(jīng)成為影響空間電子系統(tǒng)可靠性的首要因素,研究電子系統(tǒng)的抗單粒子加固對如今方興未艾的空間探索大潮具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先介紹了可見光圖像采集系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和工作流程,對各個(gè)功能模塊的組成做了簡要說明,詳細(xì)介紹了FPGA接口電路的內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì)和DSP的工作流程。其次,為了提高設(shè)計(jì)系統(tǒng)空間可靠性,著重考慮了系統(tǒng)的抗單粒子翻轉(zhuǎn)加固,分析了CMOS圖像傳感器,FPGA和DSP片上單粒子敏感單元,討論了單粒子翻轉(zhuǎn)對器件可能造成的影響。根據(jù)敏感單元的用戶可訪問性選擇邏輯加固對象,針對加固對象自身的特點(diǎn)采取不同的加固措施。最后,介紹了系統(tǒng)常態(tài)工作指標(biāo)的測試環(huán)境,分析了系統(tǒng)的加固效果。根據(jù)器件各單元翻轉(zhuǎn)截面曲線和目標(biāo)軌道空間輻射信息,結(jié)合故障注入試驗(yàn)結(jié)果,按照泊松分布計(jì)算得到加固前系統(tǒng)功能失效和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤概率。對FPGA和DSP的加固措施從數(shù)學(xué)角度進(jìn)行了可靠性分析,根據(jù)分析結(jié)果計(jì)算加固后的系統(tǒng)出錯(cuò)概率。計(jì)算結(jié)果顯示,相同的在軌時(shí)間下,加固后系統(tǒng)的功能失效概率和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤概率都要低于未加固系統(tǒng),證明本文采取的加固措施有效的提高了系統(tǒng)執(zhí)行空間任務(wù)的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V443
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本文編號：1178495