本文關(guān)鍵詞：基于國(guó)產(chǎn)CPU（SPARCV8）的星載計(jì)算機(jī)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國(guó)科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）》 2007年

基于國(guó)產(chǎn)CPU（SPARCV8）的星載計(jì)算機(jī)技術(shù)研究

謝浩  

【摘要】： 由于我國(guó)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大差距,國(guó)內(nèi)星載計(jì)算機(jī)CPU依賴國(guó)外進(jìn)口,我國(guó)的航天計(jì)算機(jī)技術(shù)相對(duì)比較落后。隨著航天工程復(fù)雜性的提高,對(duì)航天計(jì)算機(jī)的性能要求也越來越高。 研究和開發(fā)基于國(guó)產(chǎn)CPU的星載計(jì)算機(jī)對(duì)于我國(guó)航天技術(shù)獨(dú)立自主的發(fā)展,擺脫技術(shù)上受制于人的困境具有重要意義。 SPARC (Scalable Processor Architecture),誕生于SUN Microsystems實(shí)驗(yàn)室公司,它是加州大學(xué)伯克利的研究人員在RISC技術(shù)上研究發(fā)展起來的。SPARC V8體系結(jié)構(gòu)的CPU在航天領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。國(guó)產(chǎn)SPARC V8 CPU研制才剛剛起步,技術(shù)成熟還需時(shí)日。要想在空間領(lǐng)域得到應(yīng)用,則需要更長(zhǎng)的時(shí)間。基于此,本文利用國(guó)產(chǎn)某產(chǎn)品設(shè)計(jì)一個(gè)小的嵌入式系統(tǒng),為其在航天工程中應(yīng)用做了有益探索。 本文采用的SPARC V8是國(guó)內(nèi)自主研制的高性能CPU,處理能力可以達(dá)到80MIPS,是目前國(guó)產(chǎn)的可用于航天工程中處理能力最高的CPU之一。 本文認(rèn)真深入調(diào)研了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外星載計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)和前景;跟蹤當(dāng)前國(guó)際先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)理念,研制出一種于滿足我國(guó)航天工程需要的高性能計(jì)算機(jī)小系統(tǒng)原理樣機(jī)。對(duì)星載計(jì)算機(jī)研制過程的設(shè)計(jì)思路、技術(shù)難點(diǎn)和解決方案進(jìn)行了詳細(xì)的論述。仔細(xì)討論了每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)思路、原理設(shè)計(jì)方法、PCB設(shè)計(jì)要領(lǐng),分析總結(jié)了硬件調(diào)試和軟件調(diào)試策略方法、V8語言設(shè)計(jì)方法、底層初始化程序和GDB串口調(diào)試過程,并測(cè)試比較了CPU在不同頻率時(shí)的功耗和性能。文章還調(diào)研了支持SPARC V8的幾種嵌入式操作系統(tǒng),分析比較了其優(yōu)劣和應(yīng)用前景。最后,給出了本系統(tǒng)的最佳選擇。 本文分析研究了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的星載計(jì)算機(jī)技術(shù),結(jié)合實(shí)際情況,意在研制滿足我國(guó)未來航天工程需要的星載計(jì)算機(jī)。本設(shè)計(jì)經(jīng)過完善后,可直接用于航天工程,具有重要的實(shí)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】：
【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】：2007
【分類號(hào)】：V446
【目錄】：

摘要4-6

Abstract6-12

第1章 前言12-17

1.1 課題的目的和意義12-15

1.2 課題主要內(nèi)容及方案15-17

第2章 國(guó)內(nèi)外星載計(jì)算機(jī)發(fā)展概況17-22

2.1 國(guó)外星載計(jì)算機(jī)的發(fā)展情況17-20

2.1.1 RAD750, 3U CPCI單板計(jì)算機(jī)（BAE System）17-19

2.1.2 適于空間應(yīng)用的AT697 處理器（ATMEL）19-20

2.2 國(guó)內(nèi)星載計(jì)算機(jī)發(fā)展情況20-22

第3章 原理樣機(jī)的硬件總體設(shè)計(jì)22-43

3.1 系統(tǒng)元器件的選型22-28

3.1.1 CPU的選擇23-26

3.1.2 可編程邏輯器件的選擇26

3.1.4 存儲(chǔ)器的選擇26-27

3.1.5 專用接口的選擇27-28

3.2 系統(tǒng)各功能模塊的設(shè)計(jì)28-38

3.2.1 CPU模塊29-33

3.2.2 存儲(chǔ)器模塊33-34

3.2.3 復(fù)位和電壓監(jiān)控模塊34

3.2.4 晶振電路和時(shí)鐘倍頻34-36

3.2.5 電源模塊36-37

3.2.6 15538總線模塊37-38

3.3 PCB設(shè)計(jì)與制作38-43

3.3.1 設(shè)計(jì)PCB板的一些規(guī)則39-40

3.3.2 電源板、主板和底板PCB設(shè)計(jì)40-43

第4章 硬件調(diào)試和底層軟件開發(fā)43-64

4.1 硬件調(diào)試43-44

4.2 調(diào)試策略44-45

4.3 V8 匯編語言45-47

4.3.1 語言格式45-46

4.3.2 程序設(shè)計(jì)46-47

4.4 CPU初始化程序設(shè)計(jì)47-51

4.5 GDB調(diào)試工具51-54

4.6 串口調(diào)試和BOOTLOADER54-58

4.7 測(cè)試結(jié)果分析與結(jié)論58-60

4.8 幾種實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的比較60-64

第5章 結(jié)束語64-67

5.1 本文的技術(shù)成果64-66

5.2 進(jìn)一步的工作66-67

參考文獻(xiàn)67-69

碩士期間以第一作者身份發(fā)表的論文69-70

致謝70-71

附錄71-72

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【引證文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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9 王霆;星載并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)容錯(cuò)設(shè)計(jì)與分析[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

10 李毅;星載計(jì)算機(jī)COTS技術(shù)下抗SEL輻射效應(yīng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：基于國(guó)產(chǎn)CPU（SPARCV8）的星載計(jì)算機(jī)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：89344