【摘要】：我國衛(wèi)星技術(shù)近年來發(fā)展迅速,星載計算機的研制能力不斷提升。對于傳統(tǒng)的星載計算機,在設(shè)計上一般選用高等級和抗輻照器件,用來提升空間適應(yīng)性和可靠性,但是該類器件價格普遍昂貴,體積和功耗都較大,以“悟空”號衛(wèi)星星載計算機為例:其價格約500萬,尺寸386mm×258mm×195mm,重量13Kg,功耗13W。而對于微納衛(wèi)星則根本無法承受如此高昂的價格,超大的體積、重量和功耗。論文以某微納衛(wèi)星型號任務(wù)需求為依托,基于SOC和SIP器件,進行詳細需求分析,以高可靠為前提,以小型化、高性能、低成本、低功耗為要求,設(shè)計并實現(xiàn)了雙機冷備冗余的板卡級星載計算機系統(tǒng)。通過引入空間環(huán)境下的可靠性安全性設(shè)計,星載計算機系統(tǒng)為后續(xù)低成本、低功耗、小型化、高性能的微納星載計算機進一步研究奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)空間環(huán)境下的特點,從輻照角度出發(fā),以安全性和可靠性設(shè)計為指導(dǎo),從硬件設(shè)計和FPGA設(shè)計等方面,設(shè)計了高可靠的星載計算機系統(tǒng),包括硬件設(shè)計、FPGA設(shè)計和軟件設(shè)計。其中硬件設(shè)計包括時鐘電路、復(fù)位電路、看門狗、處理器系統(tǒng)、存儲器組織、CAN總線等16個子模塊,FPGA設(shè)計包括總線設(shè)計、邏輯功能設(shè)計和空間自主容錯設(shè)計三個子模塊,軟件設(shè)計包括系統(tǒng)啟動、星載管理軟件、可靠性和安全性管理等模塊。完成了星載計算機的空間適應(yīng)性設(shè)計,包括抗輻照設(shè)計、閂鎖自保護解除、健康監(jiān)測、雙機系統(tǒng)重構(gòu)、高可靠指令輸出和高精度時間自主管理等設(shè)計。完成了對該星載計算機的設(shè)計驗證并給出了應(yīng)用。通過構(gòu)建測試系統(tǒng),實現(xiàn)對其功能和性能的全覆蓋性的測試,并通過了各種單板卡級和整星級環(huán)境試驗的考核,其結(jié)果也表明,該板卡級星載計算機產(chǎn)品,完全滿足微納衛(wèi)星對星載計算機的技術(shù)和任務(wù)需求。測試和驗證結(jié)果表明,完成的星載計算機系統(tǒng)達到了設(shè)計要求。 【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V446

【圖文】：

圖 1.1 擬實現(xiàn)的星載計算機系統(tǒng)構(gòu)架文的組織一章 緒論：主要論述微納衛(wèi)星對板卡級星載計算機的需求，同時描述了狀，提出了基于 SOC 和 SIP 器件的星載計算機系統(tǒng)，可以實現(xiàn)了小型化成本、高性能的技術(shù)需求。二章 SOC 和 SIP 介紹：主要介紹了 SOC 和 SIP 的相關(guān)定義、特點及區(qū)星星載計算機選用的 SOC 型 FPGA 和 SIP 器件進行了詳細的介紹。三章 星載計算機系統(tǒng)設(shè)計：梳理傳統(tǒng)星載計算機不滿足微納衛(wèi)星的指標C 和 SIP 器件，構(gòu)建滿足微納衛(wèi)星空間應(yīng)用需求的星載計算機系統(tǒng)，從軟件三個方面，設(shè)計了滿足微納衛(wèi)星應(yīng)用的星載計算機系統(tǒng)。四章 星載計算機空間適應(yīng)性設(shè)計：梳理空間輻照環(huán)境下對元器件的影響施，并通過多項關(guān)鍵技術(shù)，進一步提升星載計算機的可靠性。五章 星載計算機設(shè)計驗證及應(yīng)用：通過構(gòu)建測試系統(tǒng)，，完成桌面和環(huán)境

紹計算機對物理形態(tài)大幅度縮小的技術(shù)需求們將成為星載計算機的關(guān)鍵核心技術(shù)。ip 片上系統(tǒng)。從狹義角度講，它是信息系一塊芯片上；從廣義角度講，SoC 是一個 SoC 就是類似大腦、心臟、眼睛和手的內(nèi)容主要包括了構(gòu)成和形成過程兩個方面號處理模塊、控制邏輯模塊、存儲器模塊輯、基本軟件模塊等，并向用戶提供軟件系統(tǒng)的軟件和硬件協(xié)同設(shè)計與驗證、開納米集成電路設(shè)計技術(shù)等。SoC 技術(shù)的特件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的集成兩方面，并具有能等優(yōu)勢。

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3 馬秀娟,曹喜濱,徐國棟;小衛(wèi)星星載計算機系統(tǒng)可靠性設(shè)計與分析[J];東北師大學報(自然科學版);2001年04期

4 陳國英;新一代星載計算機問世[J];航天技術(shù)與民品;2000年09期

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6 馬秀娟,徐國棟,馬興瑞;星載計算機系統(tǒng)可靠性研究[J];微處理機;1999年04期

7 DouglasJ.Theis;潘永鈿;;星載計算機最新技術(shù)綜述[J];控制工程;1985年01期

8 潘永鈿;;星載計算機最新技術(shù)介紹[J];航天控制;1985年04期

9 龔德榮;;一種衛(wèi)星上的容錯數(shù)字控制計算機[J];航天控制;1989年04期

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2 隋厚堂;;星載計算機高速緩沖存儲器的加固技術(shù)和性能[A];中國空間科學學會空間探測專業(yè)委員會第十一次學術(shù)會議論文集[C];1998年

3 邱漢平;馮咬齊;樊世超;;航天器部組件產(chǎn)品單多軸隨機振動相對疲勞損傷等效性研究[A];中國力學大會-2015論文摘要集[C];2015年

4 趙波;姜大力;;SOC技術(shù)在星載計算機系統(tǒng)中的設(shè)計與應(yīng)用[A];第九屆全國信息獲取與處理學術(shù)會議論文集Ⅱ[C];2011年

5 譚羽茵;;一種龍芯星載計算機的VxWorks操作系統(tǒng)引導(dǎo)方法[A];第二十五屆全國空間探測學術(shù)研討會摘要集[C];2012年

6 梁耀明;;基于TSC695F的星載計算機容錯技術(shù)研究[A];第二十五屆全國空間探測學術(shù)研討會摘要集[C];2012年

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8 徐偉;鄭曉云;徐拓奇;;星載并行可擴展式綜合計算機體系結(jié)構(gòu)研究[A];中國空間科學學會2013年空間光學與機電技術(shù)研討會會議論文集[C];2013年

9 隋厚堂;;星上計算機的單粒子事件和控制[A];中國空間科學學會空間探測專業(yè)委員會第九次學術(shù)會議論文集[C];1996年

10 陳園;王明東;李新洪;;基于FPGA的可更換模塊即插即用接口設(shè)計[A];2013年中國智能自動化學術(shù)會議論文集（第四分冊）[C];2013年

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1 本報記者 李淑Y

本文編號：2711951