本文關(guān)鍵詞：星箭一體化航天器時變計算機技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《上海交通大學(xué)》 2014年

基于多DSP的高可靠并行星載計算機系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

張博  

【摘要】：隨著空間應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，空間任務(wù)越來越復(fù)雜多樣，需要處理的數(shù)據(jù)量也急劇增加，傳統(tǒng)的星載計算機系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足性能要求。以大幅圖像處理、航天器自主導(dǎo)航為代表的復(fù)雜任務(wù)促使星載計算機系統(tǒng)從以控制流為中心向以數(shù)據(jù)流為中心進行轉(zhuǎn)變。與此同時，隨著半導(dǎo)體器件關(guān)鍵尺寸的縮小，空間輻照對器件的影響越來越顯著。在此背景下，對高可靠和高性能星載計算機系統(tǒng)的研究顯得尤為重要。 本論文對高可靠并行星載計算機系統(tǒng)的一些關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。本文提出了基于多DSP和FPGA星載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對該系統(tǒng)各部分進行了抗輻射加固。本文設(shè)計了基于EMIF接口和HPI接口的多個DSP之間的直接全互連，以及基于關(guān)鍵寄存器的子系統(tǒng)、控制單元之間的消息共享方式。本文采用了檢錯糾錯碼、硬件看門狗、跳轉(zhuǎn)區(qū)間檢測等多種方法對系統(tǒng)進行了加固。根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點，提出了流水線和非流水線兩種并行模式。本文提出了“2并行+1備份”的運行方式，系統(tǒng)運行過程中，兩個DSP處于工作狀態(tài)，另外一個DSP處于備份狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)不可恢復(fù)故障時，備份DSP取代故障DSP。 本文設(shè)計實驗對系統(tǒng)性能和可靠性進行了測試。選取2048點FFT作為測試基準(zhǔn)程序，首先在單個子系統(tǒng)上運行，然后在整個系統(tǒng)上運行，并通過硬件和軟件的方法注入故障，對系統(tǒng)的運行情況、故障恢復(fù)能力進行了量化評估。測試結(jié)果表明，，系統(tǒng)能夠達(dá)到1.46的加速比，當(dāng)出現(xiàn)不可恢復(fù)故障時，平均總恢復(fù)時間占正常運行時間的比重為49.48%。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP338.6
【目錄】：

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