基于串行RapidIO协议的包交换模块的设计与实现

RapidIO包交换模块是嵌入式数字信号并行处理系统中的关键模块,为系统中的各个数据处理模块、信号处理模块交换和传输高速数据。从计算技术的发展趋势和需求出发,介绍了高速互连技术的发展,特别是RapidIO技术在嵌入式系统中的应用,以及基于串行RapidIO协议的包交换模块的设计与实现。     

航空电子系统发展的若干思考

结合国外航空电子系统的发展过程，简要介绍了新一代航空电子系统的特点以及新一代航空电子系统所应用的通用模块技术、高速多路传输总线技术、软件技术、仿真技术等关键技术，并就航空电子技术的发展提出若干思考。     

美空军新一代机载计算机的体系结构

新一代航空电子系统采用高速数据总线通信技术,超高速集成电路和通用模块,以全新的系统结构形式形成高度集成化、数字化、小型化的综合系统。美国空军70年代开展的DAIS计划和80年代开展的“宝石柱”计划,标志着20世纪航空电子系统的最高水平,而90年代开展的“宝石平台”计划则预示了下一代航空电子系统的发展方向,机载高速超级计算机是新一代航空电子系统的核心技术。     

基于VPX标准的高速处理模块的设计与实现

为满足高度综合化的发展对嵌入式数字信号处理技术的更高要求,提出一种高性能数据信号处理模块的设计实现方案.模块采用符合VITA 46/VITA 48的VPX标准设计,用多片高性能多核处理器组建处理器阵列来实现超高数据信号处理性能；采用Serial RapidIO、PCI Express、Gigabit Ethernet三种标准高速串行总线来满足不同应用的高速数据通信要求；采用交换开关式互连体系结构设计,支持容错/重构和可扩展性,能够满足嵌入式领域多通道、多任务的应用需求.     

新一代军机航电综合系统结构的探讨

“分布式”系统结构是继“联合式”系统结构之后的新一代航空电子系统综合结构．从新一代航空电子系统提高速度和性能的需求出发,阐述了研究、开发“分布式”系统结构的必要性;认为选择“宝石柱”核心处理系统结构可满足新一代航空电子系统速度提高的要求．     

新一代综合化航空电子系统构架技术研究

综合化航空电子系统根据应用的需求,基于已有的能力,采用综合技术,实现面向应用的任务合成,提升应用效能;面向能力的功能信息融合,提升能力品质;面向物理的操作模式综合,提升资源效率。针对新一代战机应用领域和战场作战的需求,围绕应用层面、能力层面和资源层面研究新一代综合化航空电子系统构架组成要素与建模技术,基于任务、功能、资源的生成与组织过程的分析,构建了面向现代战机不同任务目标、功能组织和系统能力的航空电子系统组织、实施构架,提出了分层的综合化航空电子系统构架——任务组织构架、功能组织构架和物理组织构架,实现了从应用空间-逻辑空间-物理空间信息处理的一致性,为新一代战机航空电子系统的综合化技术研究奠定了一定的技术基础。     

新一代航空电子系统的结构模块化与通用模块

本文阐述了新一代航空电子系统结构模块化要实现的目标和模块应具有的特性，并就通用模块的应用范围、功能能力、尺寸及类型等问题，分别作了讨论．     

新一代航空电子总线系统结构研究

航空电子总线系统结构是航空电子系统的神经中枢,直接决定着航空电子综合化程度的高低和性能的优劣。本文通过对航空电子数据总线结构现状和发展要求的分析,提出了新一代航空电子总线系统的设计原则和体系结构,并论述了其核心技术综合模块化航空电子系统的通用模块和综合核心处理机的组成。     

新一代航空电子系统的结构及某些特点

本文阐述了新一代航空电子系统的产生，发展的动力及制约因素，说明了新一代航空电子系统的特点并列举了与新一代航空电子系统的发展直接相关的关键技术。     

嵌入式数字信号并行处理技术研究

推动嵌入式数字信号并行处理技术发展主要涉及三个领域的技术:处理器技术、系统的拓扑结构和互连协议。对三项关键技术相关领域技术发展的内容、技术优缺点、技术应用和发展趋势进行了分析。以此为基础,提出了某嵌入式数字信号并行处理模块的设计实现方案。系统具有高速信号处理能力、高速数据传输能力、互连拓扑结构灵活、易扩展、支持容错/重构等特性。     

PAVE PACE: system avionics for the 21st century

The PAVE PACE Initiative has been established to validate system avionics concepts for advanced military aircraft. The author presents the rationale of why the advanced architecture established by the PAVE PILLAR program should be continued under PAVE PACE to achieve: practical and affordable airborne versions of modular parallel processing network architectures for many applications currently beyond real-time implementation, readily available avionics for use in all avionics and, greatly improved techniques to reduce the cost of software development and support. An approach to the overall design structure for future avionics is also presented that entails: the use of CAD (computer-aided design) tools to assist in the development of system, hardware and software requirements, the use of replicated hardware modules (some at the wafer level), the use of reuseable software modules and the use of CAD tools to tailor hardware/software modules for specific application requirements. Continued use of the PAVE PILLAR high-speed data bus and operating system is recommended as the means to integrate and control the data input and output of physically and functionally separate parallel networks     

机载总线网络及其发展

从当今机载电子系统对信息传递的需求出发,纵观航空电子综合化系统的发展阶段,说明为了适应新一代航空电子系统的大容量、深层次的信号与信息综合的要求,机载互连手段从较低速率的总线向宽带网络发展成为必然的趋势。介绍了光纤通道(FiberChannel,FC)、可扩展性一致性接口(ScalableCoherentInterface,SCI)以及波分复用光网络等宽带互连方案,给出它们的研究动向,说明它们作为先进综合式航空电子系统统一网络(UniversalAvionicsNetwork,UAN)的候选所具有的特点。     

一种提高通用处理模块数据完整性的设计方法

航空电子产品中为了满足高安全等级应用的驻留需求，通用处理模块的数据完整性指标需要达到 Level A（10-9）级。基于当前元器件的可靠性和产品设计的复杂度，产品的数据完整性一般在10-3 到10-5 的水平， 无法满足产品的设计需求。本文提出了一种基于数据锁步的设计方法，该方法可用当前的软硬件资源在工程项 目中设计出满足高完整性要求的产品。     

航空电子系统FC交换式网络的可靠性研究

 对于采用光纤通道(FC)互连的航空电子系统，从FC的基本模型出发，给出了由多个FC交换机组成的FC交换式网络的通信模型；采用基于任务的可靠性建模方法，给出了FC交换式网络的可靠性计算公式，并提出了任务基本路径的概念。根据航空电子系统提高可靠性的需要，提出了FC交换式网络的2种冗余拓扑结构：基本路径冗余和全网络冗余；最后通过实例分析了端口单元、交换要素单元和链路单元对FC交换式网络及2种冗余拓扑结构可靠性的影响；FC交换式网络可靠性的研究对于航空电子系统设计阶段的容错设计和拓扑选择都将起到指导作用。     

Benefits and challenges of Integrated Sensor Systems

Projection of avionics system costs shows unacceptable escalation as a percentage of flyaway cost. Time sharing of RF modules between Radar, EW and CNI offers savings. The Air Forces' PAVE PACE program defined the benefits and initial architecture approaches. From this, an optimum Integrated Sensor System (ISS) design was defined that reduces the life cycle cost of the fleet of vehicles using the common modules. The ISS program will design, build and test modules to prove the approach. Challenges to overcome include system complexity, real time control, test and calibration, and diagnostics. The most stressing requirements were determined by analyzing requirements for Radar, EW and CNI. Open interface specifications and module partitioning were developed that can meet all the requirements     

基于嵌入式GPU的三天线GNSS基带信号处理加速技术

GNSS软件接收机因其可移植性及灵活性等优点,持续受到业内关注。但传统的软件接收机存在计算量大、耗时长的捕获和跟踪基带信号处理过程,使得软件接收机往往跟踪通道较少,且难以在嵌入式系统上运行。利用嵌入式图形处理器(GPU)的高浮点性能和并行运算能力,对GNSS软件接收机中耗时长且并行性明显的模块进行加速,实现采用CUDA流的数据读取,以及多采样点并行的捕获和多采样点、多卫星并行的跟踪。采用嵌入式GPU进行加速后,可将数据读取速度提高3.43倍,卫星搜捕速度提高16.83倍,卫星跟踪速度提高11.28倍。实验结果表明,在嵌入式Jetson TX2平台上可以支持超过90个62MHz采样的GNSS卫星信号处理。研制了三天线GNSS信号的定位和测姿接收机,为未来小型嵌入式PNT系统的研制提供新思路。     

航空电子系统核心处理平台架构发展研究

历数航电核心处理平台架构当前面临的问题,总结演进历史,针对新式场景需求,同时结合领域技 术发展趋势,梳理相关架构标准规范,论述了未来航电架构发展的关键特征,提出了支撑新一代航电系统核心 处理平台架构的关键技术,为其后续发展方向与实施计划提供指导思路。     

ADSP-TS201S引导方式分析和动态重载设计

综合航空电子系统对其内部的各个功能模块提出了应用数据集中存储,实时重构等要求,具有动态重载功能的信号处理模块能极大提高系统的应用灵活性、可靠性和可维护性。为了适应这种需求,通过分析ADSP-TS201S处理器几种引导方式的原理和方法,提出了通过修改加载内核,并进行二次引导以实现动态加载的方案。该方案已结合ADSP-TS201S信号处理模块应用平台,在某处理机系统中获得了成功应用。     

一种新型数据记录仪的设计

为了满足现代飞行器多样化的测量需求,设计了一种新型数据记录仪,该新型数据记录仪在具备采集64路模拟信号和5路数字信号功能的同时,还能完成5 h视频图像的数字化编码、压缩和记录。本文对数据记录仪的主要技术指标进行了计算和论证,介绍了数据记录仪的电源模块、程序控制模块、异步数字量模块、信号变换及采编模块、图像压缩模块、存储及USB 2.0回放模块6个基本组成模块,对各组成模块的硬件设计和工作原理进行了详细分析。