【摘要】： 高性能、高可靠性、小體積、低功耗、低成本、能適應(yīng)空間環(huán)境是航天工程對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的要求。本文在調(diào)研了國(guó)內(nèi)外空間電子技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r,并分析其發(fā)展趨勢(shì)之后,最終選擇基于Sparcv8體系結(jié)構(gòu)的LEON2處理器AT697作為本系統(tǒng)的處理器,設(shè)計(jì)基于CPCI高速并行總線的高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其周邊卡的實(shí)現(xiàn)是采用Actel CorePCIF IP軟核實(shí)現(xiàn)CPCI總線到局部總線的轉(zhuǎn)換。周邊卡是具有可擴(kuò)展功能的通用CPCI接口卡。本課題設(shè)計(jì)的核心在于四個(gè)方面: 第一、硬件上,設(shè)計(jì)以AT697為核心,外圍擴(kuò)展主數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器和CPCI高速并行總線接口,以及其他外圍接口的CPCI系統(tǒng)卡。軟件上,對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行初始化,配置相應(yīng)的寄存器等,并設(shè)計(jì)通用CPCI接口卡驅(qū)動(dòng)程序以及相關(guān)的應(yīng)用程序。 第二、針對(duì)嵌入式系統(tǒng)軟硬件緊密相關(guān),不同功能的周邊卡卡要求不同驅(qū)動(dòng)程序而帶來(lái)的軟件驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)復(fù)雜,重復(fù)性高的問(wèn)題,本文采用共享內(nèi)存的方式,設(shè)計(jì)通用的CPCI接口卡,簡(jiǎn)化系統(tǒng)卡及其上層軟件的設(shè)計(jì)。 第三、針對(duì)PCI接口協(xié)議芯片無(wú)相應(yīng)軍品等級(jí)器件的問(wèn)題,以及并非所有的微處理器都具有PCI接口的現(xiàn)狀,本文采用Actel CorePCIF IP軟核,通過(guò)一片F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)CPCI總線到局部總線的轉(zhuǎn)換,并實(shí)現(xiàn)通用CPCI接口卡后端應(yīng)用模塊的控制邏輯。FPGA的使用,使得設(shè)計(jì)更加靈活,易于擴(kuò)展,為系統(tǒng)在航天工程中的使用邁出一步。 第四、搭建仿真平臺(tái),利用Modelsim對(duì)通用CPCI接口卡的PCI軟核及其后端邏輯進(jìn)行功能仿真。并進(jìn)行實(shí)際系統(tǒng)測(cè)試,分析所得波形,其結(jié)果符合協(xié)議中有關(guān)總線訪問(wèn)的時(shí)序要求。另外,還測(cè)試了本系統(tǒng)的總線通信速率,平均可達(dá)到81MBps以上。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TP336

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