基于PowerPC处理器的机载多处理机模块设计与实现

摘要

未来飞机平台航空电子系统的信息处理高度密集，要求机载计算机具有极高的处理能力。目前的航空电子系统配备的计算机主要是基于单处理机架构的计算机体系结构，该结构在处理能力，容错性，数据交换速率等方面存在局限性，对先进的计算机体系结构展开研究十分迫切。
　　 论文基于高性能PowerPC处理器，设计了一种紧耦合架构的多处理机并行处理模块。主要研究方法及研究内容如下：
　　 1）课题采用自顶向下的设计思路，从航空电子系统对机载计算机的需求入手，确定模块的体系架构与设计方案；
　　 2）通过对PowerPC硬件体系架构以及相关硬件手册进行深入分析与研究，完成模块的硬件设计与功能调试；
　　 3）移植VxWorks操作系统到多处理机模块上，并稳定运行；完成多机通信驱动软件VxMP的移植，为应用开发人员提供功能完备的软件平台；
　　 4）根据制定的测试方案，完成模块的软硬件测试，以及多机并行处理功能的验证。
　　 课题在研究过程中重点突破了以下关键技术：
　　 1）分布式紧耦合多处理器并行处理架构设计，突破了处理器之间数据交换的速率瓶颈；
　　 2）基于PowerPC处理器的嵌入式系统软硬件设计技术；
　　 3）基于共享内存方式的多处理机通信机制的设计，实现了多个处理节点之间的任务调度，以及共享内存网络通信技术。
　　 课题的最终成果形式为设计并实现了基于PowerPC处理器的多处理机模块和相关的研究报告。该课题成功实现了基于多处理机模块的分布式应用平台，体现了PowerPC、PCI等多项技术的成功整合，为未来综合化程度更高的航空电子设备的研制提供了高性能的计算机平台，具有实际的工程应用价值。