面向航天应用的高可靠性FPGA动态局部重构

在航天应用中,FPGA的单粒子翻转是影响航天器功能和寿命的重要因素,目前,部分航天产品使用定时重加载的方式避免单粒子效应的积累和影响,但是重加载的过程会导致全部FPGA逻辑中断,极大影响航天器功能的持续性。因此,文章提出了一种适用于航天的FPGA动态局部重配置系统,在阐述了FPGA动态局部重配置技术的原理和航天应用前景后,详细说明了其设计流程、硬件电路板架构和控制软件框图。通过板级试验验证了系统功能,采用示波器对结果进行了测试,证明该系统设计的高可靠性。FPGA动态局部重配置技术,既提高了FPGA的可靠性,又保证了FPGA部分关键功能的持续性。     

航天发射场地面测试流程的优化方向、方法和结论（一）

介绍了基于网络模型的航天发射场地面测试流程的优化方向之一：时间一资源的优化。文章详细介绍了时间一资源优化的内容(测试时间固定资源利用均衡问题，资源有限制时测试时间最短问题)、算法及结果，并给出了相应的结论。在结束语中简要说明了今后要做的工作。     

一种面向多虚拟处理器的程序条件断点技术

考虑到载人航天、探月工程中嵌入式软件的编译器存在差异，编译器生成的目标文件格式和嵌入式处理器的不同，基于嵌入式处理器虚拟化技术，提出一种通用的调试信息存储结构，支持不同目标文件调试信息的通用存储；提出一种条件断点控制技术和一种通用条件断点控制模型，实现了面向多种架构虚拟处理器的程序条件断点控制；完成调试器DIP开发和功能测试。将以上技术应用于载人航天、探月工程中多个安全关键嵌入式软件测试，发现了嵌入式软件中的深层软件问题。     

基于FPGA架构的高可靠在轨重构系统设计

航天设备与地面设备相比,制造成本高,对空间环境的适应性要求也高。为了延长航天器寿命,提高其在轨工作的可靠性,需要考虑航天器在空间环境下的可维护性需求。针对航天资产在轨软件实现功能维护的需求,研究空间环境应用背景下的高可靠在轨可重构技术。基于FPGA芯片在航天器领域中应用的广泛性、灵活性及可靠性,设计了一种FPGA架构下的高可靠在轨重构系统。该系统的优势在于充分利用星载设备中普遍使用的“SRAM型FPGA+反熔丝FPGA”的硬件架构,在实现SRAM型FPGA动态刷新功能的基础上仅通过软件更改来增加在轨重构功能,极大降低了硬件更改的成本,扩展了可重构功能的应用范围。在某航天器星载设备中应用该在轨重构系统,通过实际飞行经历,验证了该架构系统设计方案的可行性、可扩展性及可靠性。     

航天测控雷达标准化信息处理平台架构研究

随着航天测控雷达功能的多样化和复杂化，传统的根据场合和需求专门定制的雷达信息处理设计方法逐渐显现出设计周期长、灵活性差的弊端。结合航天测控雷达的任务特点和应用需求，按照标准开放体系架构的总体思想，设计航天测控雷达标准化信息处理平台的新型架构，给出其中的总线结构、高速互联协议、通用处理模块等关键硬件实现方式。航天测控雷达标准化信息处理平台未来可为信号处理、数据处理、任务管理等提供统一的支撑和部署平台，实现系统业务处理一体化。     

航天器环境工程学术研究进展综述报告

在航天领域里，航天器环境工程是面向航天器研制及在轨运行的全过程实现航天器的长寿命、高可靠的基础工程之一。航天器环境工程重点要解决的是，航天器在整个寿命过程中的航天器功能、性能的环境适应性验证和可靠性评估，并进行各种环境条件的地面模拟、测试分析、机理研究、环境预示、效应与防护技术等。     

从航天遥测地面记录器到航天遥测地面系统云

在总结航天遥测系统地面记录专业现状与发展趋势的基础上,梳理记录专业的发展主线,提出以记录设备信息架构升级和扩展数据融合处理功能为基础逐步实现航天遥测地面系统云平台的发展途径。探讨软件定义存储和开源存储技术对设计新型地面记录设备的影响,并针对三类软硬件平台,给出基于国产自主可控技术的地面记录设备研发思路。     

一种基于时序路径的FPGA接口时序测试方法

针对航天高速高可靠FPGA接口时序测试,分析了FPGA接口类型及测试需求,介绍了一种基于时序路径的FPGA接口时序测试方法,结合时序路径模型,阐述了异步总线接口时序测试的测试流程和计算方法,并给出实际案例。该方法集成了功能仿真和静态时序分析的优点,特别适合极限工况下的FPGA接口时序验证,已经应用到多个航天高可靠FPGA接口测试中,与传统的动态门级时序仿真相比,能显著提高验证效率和测试覆盖率。     

基于容器云的地面测控资源池日志管理系统的研究

新型航天地面测控装备基于商用服务器集群，采用虚拟资源池架构和容器云技术，按需进行测控资源调度和测控业务能力生成。和众多服务设备一样，日志是系统故障诊断的主要途径，由于海量日志可能分散在资源池系统中的不同位置，传统的流式日志采集和分析模式难以大批量管理信息，经常导致系统异常发现不及时、排查效率低、定位难度大等问题，日志的检索和统计缺乏行之有效的手段，弊端明显。针对这种地面测控资源池系统的运维管理需求，本文设计了一种基于容器云的日志管理系统，将平台日志和应用日志聚合管理，根据用户需求和运维目的分类检索并定制可视化日志显示，为使用者精准分析系统异常、快速进行系统维护提供有效支撑。     

航天工程多态全息模型及应用

以我国航天工程研制特点和数字化需求为出发点，构建涵盖航天工程全周期、全系统的数据体系，提出航天工程多态全息模型的概念及具体组成，实现了包含全要素信息的完整产品数字化定义；构建航天工程全生命周期模型体系，体系化地表达了多态全息模型在任务层、系统层和功能层随时间的动态演化过程，以及相互耦合关系；开发了多态全息模型集成系统，并在典型的航天型号中开展了实践，初步形成了架构驱动的协同研制模式和数据驱动的产品状态管理模式，提升了研制效率效益，为其他领域复杂系统工程的应用提供了参考。     

全数字化星载信号处理载荷架构设计

面对商业航天新业态的迅猛发展,围绕高可靠、高效率、高效益的航天发展目标,针对卫星有效载荷的载荷核心——星载信号处理载荷部分,参考美国国家航空航天局的空间无线电通信体制设计思路,以硬件平台化、功能软件化、软件构件化为特征基础,通过对软硬件体系、载荷时频、重构方式、资源共享等多元化的设计,构建了一种灵活、通用、易扩展、需求适应强的全数字化星载信号处理载荷架构。相比于传统星载信号处理载荷,采用该架构设计的星载信号处理载荷可以广泛适应各类星载信号处理的需求,极大地提升有效载荷的信号处理能力及可靠性,降低载荷的研制周期与成本,为未来卫星有效载荷的软件化、网络化、智能化发展提供技术支撑。     

某型号姿控动力系统气体减压阀性能测试系统设计

围绕某型号姿控动力系统减压阀性能测试需求,提出一种基于PC104总线测试架构的设计方案。详细阐述了减压阀性能测试原理、硬件设计方案和软件开发思路,着重介绍了软件开发需求、总体架构、用户程序开发思路和软件设计关键技术等。实际应用表明,该系统操作简单、携带方便,测试精度优于0.2%,控制定时精度优于1 ms,满足减压阀性能测试要求。     

面向高速集成VPX架构的航天产品工艺技术验证及应用

针对高速集成VPX架构的航天产品研制需求,开展了VPX压接连接器的选用必要性分析、特点介绍、鱼眼端子结构设计和合理的PCB工艺方案设计,完成了高速集成VPX架构的工艺控制流程,开展了PCB孔径尺寸验证、连接器接触阻抗验证、连接器试验样品补充50次插拔试验、结构样机的试验验证和在轨应用验证等工作,结果表明：采用文章所述的PCB工艺方案和VPX架构的工艺控制流程,成功研制并在轨应用了某星载高速集成VPX架构数传智能处理器,充分验证了VPX压接连接器可以满足星载高可靠要求。未来,采用更高速率的VPX压接连接器,通过合理的航天产品工艺方案,研制更高速度和更高集成度的航天产品,进一步提升产品的功能性能。     

航天软件测试用例设计方法应用

介绍了航天软件测试中常用的测试用例设计方法,描述了航天软件常采用的可靠性措施(如“三取二”冗余设计、时序冗余控制等),提出了采用等价类划分和因果图进行用例设计的方法,给出了其工程应用实例,并总结了软件测试需求分析、用例设计的基本思路和步骤。     

航天产品试验数据分析与管理系统设计研究

结合航天产品研制特点,针对研制过程产生的大量不同种类试验数据,提出了试验数据分析与管理系统的设计目标、组成与基本要求,解决试验数据有效便捷使用、深层次价值挖掘问题.从整体设计角度,对系统设计思想、软件架构技术( B/S,C/S)、数据库技术(ORACLE,SQLSERVER等)进行了研究.并对设计实施过程中所采用的策略、开发平台、技术手段进行了论述.实践表明,采用B/S软件架构和“富”客户端技术构建的系统,能够较好地解决试验数据分析与管理问题.     

航天测试发射C4I系统设计

通过分析航天测试发射活动的独特性质和组织指挥模式,提出了航天测试发射C4I系统的一般体系结构,研究了进行系统设计的关键技术及解决方案,并以载人航天工程C4I系统为例介绍了一个具体的航天测试发射C4I系统框架,最后对未来航天测试发射C4I系统的发展方向进行了探索.     

高层次设计和FPGA技术在航天电子系统中的应用探讨

介绍了高层次设计方法和FPGA（现场可编程门阵列）技术及其在航天控制系统小型化设计中的应用实例和在未来航天领域的应用前景。     

基于TMS320C6701的程序冗余加载设计方法

为满足航天产品高可靠性、高安全性的要求,用户对软件存储和加载方式也提出了更多的需求,如程序三区冗余备份、在轨重构等。TMS320C6701是一款高精度浮点数字信号处理芯片,其运算速度快、实时性高,近年来广泛应用于电机控制、轨道运算等宇航软件产品中。TMS320C6701内部程序区和数据区独立,设计师需要编写二次引导程序实现代码和数据的先后加载。根据TMS320C6701的加载特性,将二次引导与重构功能结合,设计了一个引导系统。引导系统对应用软件进行三取二判决,将判决结果加载至RAM中运行,并通过总线实现应用软件的更新。实验证明,该系统可以通过总线通信对应用软件重构升级,大大提高了软件的可靠性和可维护性,且缩短了单机研制周期和维护成本。     

航空航天用CQFP封装复杂集成电路振动夹具优化设计

针对航空航天对复杂集成电路振动试验的严酷条件以及芯片封装的复杂特性,文章以某航空航天用CQFP228封装复杂集成电路振动夹具设计为实例,采用基于ANSYS Workbench软件的拓扑优化和多目标遗传算法（MOGA）对振动夹具进行结构设计优化,并对夹具结构进行扫频振动及随机振动响应仿真分析,最后通过试验证明了夹具设计的有效性及合理性,有效解决了集成电路夹具设计中容易出现的试验共振、动态响应差和夹具质量过大等问题。     

航天任务飞行控制分析系统的设计和应用

介绍了一个基于windows环境下的多任务航天任务飞行控制分析系统的设计以及实际应用,该系统为任务分析人员、指挥决策人员在任务准备、实施中快速灵活地进行各种复杂条件下的航天任务分析提供了可视化的操作平台以及全面的图表和文字报告。系统采用数据库技术,为用户提供了各种航天器参数和测站参数等信息。文中介绍了该系统的软件结构、数学模型和功能设计,并给出了具体的仿真应用。