基于国产高性能CPU的星载计算机技术研究

摘要

星载计算机是卫星上对数据进行采集、处理、分发和存储的关键部件，是一个在苛刻的空间条件下，对密集性很高的复杂卫星综合电子系统进行信息和功能综合的数据处理平台。随着航天任务复杂性的日益提高，需要在星上自主处理大量的信息，对星载计算机性能，特别是数据处理能力的要求不断提高。 研究和开发基于国产高性能CPU的星载计算机不仅可以满足日益增长的航天任务的需求，而且对于保障星载计算机的安全，提高星载计算机的可靠性，打破国外对于高性能器件的封锁，自主发展我国星载计算机技术有极为重要的意义。 本文选用了我国自行研制的高性能的CPU，其与飞思卡尔半导体(Freescale)的MPC603e完全兼容，处理能力可达133MIPS，是目前国产可用于空间环境的处理能力最高的CPU之一。本文跟踪当今国际上先进星载计算机系统的设计理念，研制出一种与我国航天工程需求相适应的基于国产CPU的高性能计算机系统原理样机。该计算机硬件结构简单，可根据需要灵活配置外部接口。软件平台采用高性能、高可靠性的实时多任务操作系统VxWorks，便于应用软件的开发、维护。 本文对该计算机研制过程中的设计思路，技术难点，解决方案进行了详细的论述，具体包括元器件的选型，原理和PCB设计，存储器控制器的设计，硬件调试，VxWorks操作系统的移植，国产芯片与其兼容芯片的性能比较。另外，本文对计算机系统中不同器件配置带来的性价比问题作了初步探讨，并提出了该计算机系统进一步完善的方法。 本课题采用高性能的国产CPU研制成功的原理样机经过改进完善后可为我国目前和未来的航天任务提供强大的数据处理能力，在未来的载人航天和深空探测等领域中有广阔的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

独创性声明及关于论文使用授权的说是

第一章前言

第二章国内外星载计算机发展概况

第三章原理样机的硬件系统设计

第四章关键模块—存储器控制器的设计与实现

第五章硬件电路调试

第六章软件开发环境的建立和实时多任务操作系统的移植

第七章结束语

参考文献

硕士期间以第一作者身份发表的论文

致谢