發(fā)布時(shí)間：2020-06-14 00:03

【摘要】：我國(guó)衛(wèi)星技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速,星載計(jì)算機(jī)的研制能力不斷提升。對(duì)于傳統(tǒng)的星載計(jì)算機(jī),在設(shè)計(jì)上一般選用高等級(jí)和抗輻照器件,用來(lái)提升空間適應(yīng)性和可靠性,但是該類器件價(jià)格普遍昂貴,體積和功耗都較大,以“悟空”號(hào)衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)為例:其價(jià)格約500萬(wàn),尺寸386mm×258mm×195mm,重量13Kg,功耗13W。而對(duì)于微納衛(wèi)星則根本無(wú)法承受如此高昂的價(jià)格,超大的體積、重量和功耗。論文以某微納衛(wèi)星型號(hào)任務(wù)需求為依托,基于SOC和SIP器件,進(jìn)行詳細(xì)需求分析,以高可靠為前提,以小型化、高性能、低成本、低功耗為要求,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了雙機(jī)冷備冗余的板卡級(jí)星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通過(guò)引入空間環(huán)境下的可靠性安全性設(shè)計(jì),星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為后續(xù)低成本、低功耗、小型化、高性能的微納星載計(jì)算機(jī)進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)空間環(huán)境下的特點(diǎn),從輻照角度出發(fā),以安全性和可靠性設(shè)計(jì)為指導(dǎo),從硬件設(shè)計(jì)和FPGA設(shè)計(jì)等方面,設(shè)計(jì)了高可靠的星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng),包括硬件設(shè)計(jì)、FPGA設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。其中硬件設(shè)計(jì)包括時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、看門狗、處理器系統(tǒng)、存儲(chǔ)器組織、CAN總線等16個(gè)子模塊,FPGA設(shè)計(jì)包括總線設(shè)計(jì)、邏輯功能設(shè)計(jì)和空間自主容錯(cuò)設(shè)計(jì)三個(gè)子模塊,軟件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)啟動(dòng)、星載管理軟件、可靠性和安全性管理等模塊。完成了星載計(jì)算機(jī)的空間適應(yīng)性設(shè)計(jì),包括抗輻照設(shè)計(jì)、閂鎖自保護(hù)解除、健康監(jiān)測(cè)、雙機(jī)系統(tǒng)重構(gòu)、高可靠指令輸出和高精度時(shí)間自主管理等設(shè)計(jì)。完成了對(duì)該星載計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證并給出了應(yīng)用。通過(guò)構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)其功能和性能的全覆蓋性的測(cè)試,并通過(guò)了各種單板卡級(jí)和整星級(jí)環(huán)境試驗(yàn)的考核,其結(jié)果也表明,該板卡級(jí)星載計(jì)算機(jī)產(chǎn)品,完全滿足微納衛(wèi)星對(duì)星載計(jì)算機(jī)的技術(shù)和任務(wù)需求。測(cè)試和驗(yàn)證結(jié)果表明,完成的星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V446

【圖文】：

圖 1.1 擬實(shí)現(xiàn)的星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)架文的組織一章 緒論：主要論述微納衛(wèi)星對(duì)板卡級(jí)星載計(jì)算機(jī)的需求，同時(shí)描述了狀，提出了基于 SOC 和 SIP 器件的星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)了小型化成本、高性能的技術(shù)需求。二章 SOC 和 SIP 介紹：主要介紹了 SOC 和 SIP 的相關(guān)定義、特點(diǎn)及區(qū)星星載計(jì)算機(jī)選用的 SOC 型 FPGA 和 SIP 器件進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。三章 星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：梳理傳統(tǒng)星載計(jì)算機(jī)不滿足微納衛(wèi)星的指標(biāo)C 和 SIP 器件，構(gòu)建滿足微納衛(wèi)星空間應(yīng)用需求的星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從軟件三個(gè)方面，設(shè)計(jì)了滿足微納衛(wèi)星應(yīng)用的星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。四章 星載計(jì)算機(jī)空間適應(yīng)性設(shè)計(jì)：梳理空間輻照環(huán)境下對(duì)元器件的影響施，并通過(guò)多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步提升星載計(jì)算機(jī)的可靠性。五章 星載計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)驗(yàn)證及應(yīng)用：通過(guò)構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)，，完成桌面和環(huán)境

紹計(jì)算機(jī)對(duì)物理形態(tài)大幅度縮小的技術(shù)需求們將成為星載計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵核心技術(shù)。ip 片上系統(tǒng)。從狹義角度講，它是信息系一塊芯片上；從廣義角度講，SoC 是一個(gè) SoC 就是類似大腦、心臟、眼睛和手的內(nèi)容主要包括了構(gòu)成和形成過(guò)程兩個(gè)方面號(hào)處理模塊、控制邏輯模塊、存儲(chǔ)器模塊輯、基本軟件模塊等，并向用戶提供軟件系統(tǒng)的軟件和硬件協(xié)同設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、開(kāi)納米集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)等。SoC 技術(shù)的特件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的集成兩方面，并具有能等優(yōu)勢(shì)。

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本文編號(hào)：2711951