論文針對傳統(tǒng)星載計算機體系結構固定、性能有限、成本高等不足和小衛(wèi)星對星載計算機多功能、高性能、低成本等新要求，研究新型小衛(wèi)星星載計算機體系結構的設計與實現(xiàn)。 論文在對可重構計算技術作了較全面的研究之后，對可重構計算技術應用于星載計算機體系結構設計的思路進行了深入分析�？芍貥嬘嬎憔哂械目芍貥嫛⒖蓜討B(tài)重構、并行性和定制化的特性決定了其應用于星載計算機的設計中會是一條非常有潛力的思路。 基于以上思路，論文具體設計了一種可重構并行小衛(wèi)星星載計算機的體系結構并實現(xiàn)了單機原理樣機的研制。這種體系結構最大的特點是具有可重構計算平臺作為加速器系統(tǒng)。論文從體系結構模型、硬件系統(tǒng)結構、軟件接口、可重構特性和重構體等方面進行了具體設計。樣機相對于傳統(tǒng)的星載計算機，在實現(xiàn)多功能、性能和成本方面都有了極大的改善。樣機的成功實現(xiàn)很好地驗證了以上設計思路和體系結構的設計方法。 論文針對星載計算機的抗輻射設計，在對可重構容錯原理進行研究的基礎上，從體系結構設計的角度來設計容錯結構。這種容錯結構具有系統(tǒng)級、部件級、模塊級和電路級四個層次。論文分別就這四個層次進行了具體設計，并對可靠性模型和可靠性參數(shù)進... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

創(chuàng)新一號小衛(wèi)星系統(tǒng)組成

衛(wèi)星的系統(tǒng)集成、功能集成、突出軟件的作用使得星載計算機在系統(tǒng)級融合到衛(wèi)星平臺和有效載荷的各個分系統(tǒng)中，從而使星載計算機從傳統(tǒng)的作為有效載荷的一部分演變到整個衛(wèi)星系統(tǒng)中心的位置。如圖1一4所示:圖1一4星載計算機的演變小衛(wèi)星對星載計算機的新要求主要體現(xiàn)在以下三個方面:多功能高性能低成本現(xiàn)代小衛(wèi)星應用的類型很多，比如通信、對地觀測、空間探測、氣象、軍事等，這就要求小衛(wèi)星核心的星載計算機要能具有多功能的特點，要能很好地勝任小衛(wèi)星的多種不同的用途。小衛(wèi)星的星上控制、衛(wèi)星測控和星上數(shù)據(jù)處理OBP主要集中在星載計算機，小衛(wèi)星應用的復雜化要求星載計算機要具有高的性能。復雜化的應用比如基于衛(wèi)星的災難偵察檢測系統(tǒng)DDMS(DisasterDeteetionandMonitoringSystem)中遠程遙感的星上實時圖像處理、基于衛(wèi)星的寬帶服務SBBS(SatelliteBasedBroadbandServices)中天地一體多媒體通信系統(tǒng)的通信信號處理、自動衛(wèi)星導航系統(tǒng)AsNs(AutonomoussatelliteNavigationSystem)中星上在軌GpS信號的接收處理等。小衛(wèi)星上各分系統(tǒng)提供給星載計算機大量的數(shù)據(jù)，相對于有限的傳回地面的數(shù)據(jù)帶寬，就需要星載計算機能實時地處理這些原始數(shù)據(jù)，而只把得到的結果傳回地面。隨著處理任務的日益復雜，對星載計算機處理性能要求勢必越來越高。通常情況下，在星上很少對數(shù)據(jù)作充分的分析處理，抗輻射增強的微處理中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所博士學位論文

抗輻射的標準而應用于太空的環(huán)境中了。NASA有一個REE項目研究基于抗輻射增強的COTS部件來設計新型的航天計算機[9]。圖1一5是REEoBc的硬件系統(tǒng)結構。中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所博士學位論文

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FPGA的FFT/IFFT處理器的實現(xiàn)[J]. 孫陽,余鋒.  電子工程師. 2002(12)
[2]中國航天專用集成電路實現(xiàn)途徑研究[J]. 杜文志,譚維熾.  中國空間科學技術. 2002(05)
[3]利用FPGA實現(xiàn)模式可變的衛(wèi)星數(shù)據(jù)存儲器糾錯系統(tǒng)[J]. 蔣洵,熊劍平,尤政.  電子技術應用. 2002(08)
[4]Kalman濾波工程應用問題分析及改進方法研究[J]. 祝轉民,楊宜康,李濟生,黃永宣.  宇航學報. 2002(03)
[5]基于GPS與磁強計組合的姿態(tài)確定[J]. 王建琦,曹喜濱,孫兆偉.  中國空間科學技術. 2002(02)
[6]利用GPS確定低軌道小衛(wèi)星姿態(tài)[J]. 鄭慶暉,張育林.  導彈與航天運載技術. 2002(02)
[7]小衛(wèi)星的自適應姿態(tài)控制[J]. 王景,劉良棟,張篤周.  中國空間科學技術. 2002(01)
[8]與FFT并行算法相適應的體系結構探討[J]. 孫世新,陳平安,張艷.  電子科技大學學報. 2000(05)
[9]新世紀初軍用衛(wèi)星技術及市場發(fā)展評析[J]. 稅世鵬.  國際太空. 2000(05)
[10]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的衛(wèi)星姿態(tài)信號處理[J]. 田蔚風,金志華,陸愷.  上海交通大學學報. 1999(11)



本文編號：3063233