本文關(guān)鍵詞：多用途ARM計算機的航天應用研究　出處：《中國科學院國家空間科學中心》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 多用途 ARM 星載計算機 μC/OS-II

【摘要】：針對目前星載計算機數(shù)據(jù)管理設(shè)備功能性、通用性較差的問題,同時也為了滿足我國目前和未來低成本、低軌航天等任務不斷增加的需求,本課題設(shè)計了一種具備多用途、擴展性強以及易升級的通用型新型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。計算機采用最新推出的高性能、高集成度ARM處理器作為電子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心即TI最新推出的TMS570LS3137微控制器作為CPU,充分利用CPU內(nèi)部配置的所有資源,然后設(shè)計出系統(tǒng)所需的各類外部通信接口,包括SCI串口模塊、I2C通信模塊、CAN總線模塊、以太網(wǎng)接口模塊以及AD模塊、FPGA外擴模塊。除此之外,通過處理器的外部存儲器接口(EMIF)可以對外擴展多個板卡接口,這樣可以使系統(tǒng)在項目需要時進一步擴展外接電路板卡,外擴板卡數(shù)量最多可至12個。在軟件部分,系統(tǒng)采用了移植性較好的實時多任務操作系統(tǒng)μC/OS-II,加上由TI公司提供的驅(qū)動程序生成軟件的驅(qū)動程序HALCoGen共同完成各個任務的軟件需求。該系統(tǒng)以稍加改動或加入擴展模塊即可應用在其他航天任務中,具有較高的可靠性和較好的功能適應性。本文將會詳細介紹本課題所設(shè)計的星載計算機數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)核心設(shè)備的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計以及系統(tǒng)調(diào)試的各種問題,根據(jù)各模塊測試情況調(diào)整整體設(shè)計并檢測結(jié)果。另外,在整個過程中,本文會對對調(diào)試過程中遇到的問題進行重點描述并解釋,加上課題組人員之前項目積累的調(diào)試經(jīng)驗,加以分析問題所在,得以在諸多問題上得到成功改進,使得我們的設(shè)計能夠更加完善具體。該基于ARM計算機的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的核心設(shè)備經(jīng)系統(tǒng)經(jīng)過嚴密測試后,其系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果表明整個單板設(shè)計的各方面性都能滿足大部分星載設(shè)備的指標和需求,而且本單板具備的良好的可擴展性也為后續(xù)進一步的擴展完善通用航天器地面檢測設(shè)備奠定了良好的基礎(chǔ),也為后續(xù)上層應用軟件提供了有效硬件平臺。
[Abstract]:Aiming at the problem of poor functionality and generality of spaceborne computer data management equipment, and in order to meet the increasing demand of low cost and low orbit spaceflight missions in our country at present and in the future. In this paper, a new general-purpose data management system with multi-purpose, strong expansibility and easy to upgrade is designed. The computer adopts the latest high performance. As the data processing core of electronic system, the highly integrated ARM processor is the newest TMS570LS3137 microcontroller developed by TI, which makes full use of all the internal resources of CPU. Then we design all kinds of external communication interfaces, including SCI serial port module, I2C communication module and can bus module, Ethernet interface module and AD module. In addition, a plurality of card interfaces can be extended externally through the processor's external memory interface (EMIF). This will enable the system to further expand the external circuit board card when the project needs, the number of external expansion board cards can be up to 12. In the software part. The system adopts 渭 C / OS-II real-time multitask operating system which has good portability. In addition, the driver of driver generation software provided by TI, HALCoGen, is required to accomplish each task together. The system can be used in other spaceflight with minor modification or extension module. In business. This paper will introduce in detail the hardware design, software design and system debugging of the core equipment of spaceborne computer data management system. Adjust the overall design and test results according to the test conditions of each module. In addition, in the whole process, this paper will focus on the problems encountered in the process of debugging and explain. In addition, the project accumulated debugging experience accumulated by the project team, to analyze the problem, can be successfully improved on a number of issues. The core equipment of the data management system based on ARM computer has been carefully tested. The system debugging results show that all aspects of the whole veneer design can meet the specifications and requirements of most spaceborne equipment. Moreover, the good expansibility of the veneer also lays a good foundation for the further expansion and improvement of the universal spacecraft ground detection equipment, and also provides an effective hardware platform for the follow-up upper application software.
【學位授予單位】：中國科學院國家空間科學中心
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V446

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