本文關(guān)鍵詞：星載計(jì)算機(jī)導(dǎo)星數(shù)據(jù)處理單元研究

  更多相關(guān)文章： 星載計(jì)算機(jī) Vx Works FPGA 驅(qū)動(dòng)程序

【摘要】：導(dǎo)星數(shù)據(jù)處理單元是天文衛(wèi)星載荷數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的重要組成部分,用于完成導(dǎo)星CCD圖像數(shù)據(jù)處理,本文的目標(biāo)是基于Power PC8245處理器和VxWorks系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)導(dǎo)星數(shù)據(jù)處理單元。導(dǎo)星數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)LVDS接口實(shí)現(xiàn)CCD圖像數(shù)據(jù)的采集,圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由CPU處理后通過(guò)CAN總線輸出,同時(shí),導(dǎo)星數(shù)據(jù)單元通過(guò)CAN總線接收外部控制指令。根據(jù)該設(shè)計(jì)需求,論文首先詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行模塊劃分和實(shí)現(xiàn)。硬件部分以Power PC8245處理器和Virtex II FPGA為核心,軟件部分以Vx Works嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為核心。同時(shí),針對(duì)星載計(jì)算機(jī)的可靠性需求闡述了導(dǎo)星數(shù)據(jù)處理單元的抗輻射解決方案,以提高系統(tǒng)的可靠性。LVDS和CAN總線是系統(tǒng)與外部的數(shù)據(jù)接口,論文隨后根據(jù)系統(tǒng)的需求在FPGA平臺(tái)上設(shè)計(jì)了LVDS和CAN通信接口以及用于存放圖像修正數(shù)據(jù)的Flash的控制接口程序,并通過(guò)仿真以及硬件實(shí)測(cè)驗(yàn)證了FPGA模塊工作的正確性。板級(jí)支持包是嵌入式操作系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ),論文接著對(duì)導(dǎo)星數(shù)據(jù)處理單元Vx Works系統(tǒng)硬件平臺(tái)板級(jí)支持包的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)闡述,包括系統(tǒng)和基礎(chǔ)硬件的配置以及串口和Flash的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā),最終實(shí)現(xiàn)Vx Works操作系統(tǒng)在PowerPC8245上的移植和運(yùn)行。本文最后對(duì)導(dǎo)星數(shù)據(jù)處理單元的各功能模塊在Vx Works操作系統(tǒng)環(huán)境下分別進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了各模塊能夠良好工作。課題中設(shè)計(jì)的該導(dǎo)星數(shù)據(jù)處理單元平臺(tái)是原理樣機(jī),在后續(xù)的設(shè)計(jì)中會(huì)繼續(xù)加以完善,應(yīng)用于航天任務(wù)當(dāng)中。
【關(guān)鍵詞】：星載計(jì)算機(jī) Vx Works FPGA 驅(qū)動(dòng)程序
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V446
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究的發(fā)展及現(xiàn)狀分析10-12
• 1.2.1 星載計(jì)算機(jī)的發(fā)展10-11
• 1.2.2 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)12-14
• 第2章 系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)14-30
• 2.1 系統(tǒng)功能分析14-15
• 2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案15-22
• 2.2.1 中央處理模塊及調(diào)試支持模塊15-19
• 2.2.2 CAN總線模塊19-20
• 2.2.3 同步LVDS模塊20-21
• 2.2.4 定標(biāo)數(shù)據(jù)Flash模塊21-22
• 2.3 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)22-29
• 2.3.1 空間輻射環(huán)境及其影響22-24
• 2.3.2 空間應(yīng)用抗輻射方案24-25
• 2.3.3 硬件冗余25-26
• 2.3.4 信息冗余26-27
• 2.3.5 FPGA配置管理27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 平臺(tái)FPGA程序設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)30-48
• 3.1 FPGA功能概述30
• 3.2 CAN模塊設(shè)計(jì)30-35
• 3.2.1 SJA1000 CAN總線控制器30-31
• 3.2.2 CAN模塊軟件設(shè)計(jì)31-35
• 3.3 LVDS模塊設(shè)計(jì)35-36
• 3.4 Flash控制模塊設(shè)計(jì)36-40
• 3.4.1 NOR Flash芯片36-37
• 3.4.2 Flash控制模塊軟件設(shè)計(jì)37-40
• 3.5 ECC校驗(yàn)設(shè)計(jì)40-45
• 3.5.1 ECC校驗(yàn)原理40-43
• 3.5.2 ECC校驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)43-44
• 3.5.3 測(cè)試結(jié)果44-45
• 3.6 三模冗余實(shí)現(xiàn)45-47
• 3.7 本章小結(jié)47-48
• 第4章 Vx Works系統(tǒng)BSP設(shè)計(jì)48-65
• 4.1 Vx Works系統(tǒng)概述48-49
• 4.2 BSP功能和分析49-51
• 4.2.1 BSP的功能49-50
• 4.2.2 BSP的結(jié)構(gòu)組成50
• 4.2.3 BSP的開(kāi)發(fā)流程50-51
• 4.3 Vx Works BSP設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)51-55
• 4.3.1 設(shè)計(jì)方案和目標(biāo)51
• 4.3.2 BSP文件定制51-55
• 4.4 設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)55-62
• 4.4.1 設(shè)備驅(qū)動(dòng)的功能55
• 4.4.2 Vx Works驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和層次55-58
• 4.4.3 串口設(shè)備驅(qū)動(dòng)58-60
• 4.4.4 Flash設(shè)備驅(qū)動(dòng)60-62
• 4.5 編譯生成系統(tǒng)映像62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 第5章 系統(tǒng)整體測(cè)試65-72
• 5.1 Vx Works啟動(dòng)和測(cè)試65-68
• 5.2 Vx Works應(yīng)用接口測(cè)試68-71
• 5.2.1 Flash測(cè)試68-70
• 5.2.2 CAN接口測(cè)試70
• 5.2.3 LVDS測(cè)試70-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-73
• 參考文獻(xiàn)73-80
• 致謝80

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本文編號(hào)：712815