并行月面三维地形重建系统设计

月面三维地形重建系统的实时性直接关系到探月任务的执行效率。为提高地形重建速度,针对立体像对处理平台体系架构、地形高程模型生成算法设计及地形数据压缩与解压等环节的不同特点,利用并行计算思想实现各阶段的并行化设计,使各环节的执行速度相比串行系统均有3～10倍的提升,一定程度上解决了系统时间瓶颈问题。最后基于月面仿真试验场的真实地形数据进行了系统验证,并对所生成月面地形进行了可视化展示。     

基于RTX子系统的导弹试验实时测控系统

导弹试验实时测控系统是空空导弹制导系统半实物仿真试验平台的主要设备之一,服务于新型导弹的研制、试验、优化和评估。系统采用RTX实时开发技术,克服了Windows系统实时性差的局限性,解决了测控系统实时与非实时任务兼容处理难的问题,实现了空空导弹半实物仿真试验的实时仿真和实时测控。系统利用RTX子系统的开放性,重新开发了所用仪器板卡在RTX环境下的驱动程序,实现了应用程序的设备无关性,提高了导弹试验验证的有效性和系统性。     

基于DSP的先进飞机电气系统测控终端的设计

为了解决先进飞机电气系统中用电终端负载的管理和控制问题,提出了基于TMS320F2812数字信号处理器的以通用终端模块为核心的电气系统测控平台设计;论述了主要硬件选择的依据,并说明了具体信号采集电路的构成.同时,采用实时多任务系统μC/OS-Ⅱ作为本次设计中的操作系统;利用CPLD实现了系统I/O端口的扩展;并结合2812对信号的快速处理能力,确保了整个系统的可靠性和实时性.     

基于GPU的反卷积算法并行优化

反卷积是图像去模糊的基本算法,针对传统反卷积算法在图像去模糊处理中实时性较弱问题,提出基于众核GPU的Iterative Deconvolve 3d反卷积算法的并行优化实现.所提算法将原算法中的核心运算放在GPU上并行实现,利用CPU和GPU协同工作模式,CPU负责串行任务GPU负责并行任务.实验表明:与传统的算法相比,在不影响图片处理效果的前提下,计算速度比CPU上的实现速度提高了近11倍,并具有良好的可扩展性.     

基于uC/OS-II的飞行仪表综合显示系统

首先分析了现代飞机对飞机综合显示系统的要求,以及飞机显示系统的多任务量对硬实时操作系统的迫切需求.通过对各种实时操作系统性能的分析比较,得到结论:μC/OS-Ⅱ适合作为EFIS系统的应用软件运行平台,即在飞机显示控制主处理器的内核中嵌入实时内核μC/OS-Ⅱ,以及针对飞机飞行姿态显示的重要程度来设置μC/OS-Ⅱ任务优先级的方法.最后,作者介绍了μC/OS-Ⅱ在ARM920T内核中的移植方法,设计了飞行显示画面的消息处理模型及针对如何进一步提高μC/OS-Ⅱ在嵌入式系统的执行效率和实时性的问题方面提出了一种解决方案,从而提高了系统的执行效率及实时性.     

试验任务质量管理系统中数据同步策略的研究与应用

根据海上测控任务准备和实施的特点,研究了试验任务质量管理系统的数据同步策略,针对系统高实时性、有限网络带宽、使用单位多、适应多种工作模式的要求,采用实时差异同步数据同步策略。详细阐述了该系统数据同步的设计和实现,包括系统部署架构、分布式数据库复制技术和XML技术主辅相结合数据同步技术的应用。     

基于嵌入式的水下航行器导航系统设计

设计了以PC104工控计算机为硬件、μC/OS-Ⅱ实时操作系统为软件平台的水下航行器(AUV)导航系统,给出了导航系统的工作原理及基本硬件组成,实现了μC/OS-Ⅱ操作系统在PC104上的移植,介绍了导航软件模块化的设计方案,分析了基于μC/OS-Ⅱ的导航软件的任务划分、任务设计和任务通信等技术要点.该方案能很好地满足系统对实时性的要求,同时能大大降低了开发难度,提高了可读性和可维护性.     

基于ADS-C的机场场面飞机监视系统研究

对场面上运动的飞机进行监视是提高大型航空运输机场的运行效率和安全的重要技术手段.根据我国ACARS地空数据链的成功应用,分析基于ACARS系统的ADS-C工作原理,针对其数据滞后严重,无法满足ICAO规定的场面飞机监视的实时性要求,对ACARS系统的地面接收设备进行改进,提出了基于ADS-C的场面飞机监视系统框图.分别对VHF接收机、飞机目标数据接收设备、实时数据链信息处理和监视系统进行了设计.利用ACARS测试平台构建仿真环境,对设计的系统进行实验验证,结果表明该系统接收ACARS报文的正确率与系统实时性均能满足场面飞机监视系统的功能要求.     

基于模糊推理技术的测控站指挥中心辅助决策系统

在航天发射任务中,测控站指挥中心担负着测控系统应急指挥任务,传统依靠现场人工判断和决策指挥方式往往存在及时性差、准确性差等问题,而辅助决策系统可将各种信息进行综合处理,并给出辅助决策结论供指挥员参考,可以大大提高应急指挥决策的实时性和准确性。因此,提出一种基于Mamdani推理法实现的雷达跟踪情况辅助判决的模糊型决策系统,利用Matlab工具在典型输入条件下对系统进行仿真,仿真结果分析表明,决策推理算法鲁棒性强,决策结果正确。     

基于ARM的CAN通信系统的设计与实现

CAN总线是一种多主方式的串行总线.本文设计实现了基于高级RISC处理器(ARM)的CAN协议通信系统,具有高抗干扰性和良好的实时性,应用简单、可靠性高、开发成本低.本文详细介绍了该系统的硬件设计,软件设计,以及通信测试结果.     

基于Windows平台的嵌入式仿真适配技术研究

嵌入式操作系统因其强大的实时性能而被广泛采用,特别是在需要实时通信和任务处理的大型系统中。然而嵌入式操作系统的高价格和不友好的用户界面限制了应用范围。作为一种发展趋势,在通用桌面操作系统(如Windows和Linux)上构建实时应用程序、充分利用其友好的图形用户界面、具备良好的多任务处理性能和出色的硬件兼容性对提高普通桌面操作系统的实时性具有重要意义。在Windows系统上进行实时扩展,以改进其调度和任务处理兼容性。实验结果表明,该扩展对任务处理有很好的效果,可满足应用程序的实时性要求。     

机载嵌入式系统基准测试方法

性能评测是查找嵌入式计算机系统性能瓶颈、指导设备选型、平衡相关部件、优化系统结构以及提高系统实际性能的重要方法。在介绍了机载嵌入式计算机系统性能评测的指标和基本方法之后,重点分析了使用基准测试程序的测试方法和特点,以及基准测试方法的对比测试原理、不同测试环境的构建以及主要测试过程;选取了SPEC CPU 2000基准测试程序集针对机载嵌入式环境进行裁剪和移植,对某国产机载嵌入式实时操作系统分别以不同的嵌入式操作系统、嵌入式文件系统和编译选项为变量参数进行对比测试,得出了国产操作系统与国外同类商用操作系统运行实际应用程序的性能基本相当的结论,另外也得出文件系统对计算类基准程序的结果影响较小以及编译优化后能够大幅提高嵌入式系统性能等结论。     

任务表集群计算平台的实时性研究

实时计算系统的关键特征包含计算时限保证和可信度两个方面。本文从进程配置、负载分配、消息传递等方面介绍任务表算法集群平台的计算时间保证措施;从瞬间故障表现和长期运行表现介绍平台在实时应用中的可信度措施。     

基于TMS320DM368 的光电吊舱视频压缩系统设计

无人机光电吊舱视频数据的实时压缩处理是无人机光电吊舱的关键技术之一.以DM368为核心处理器,以嵌入式Linux为板级操作系统,设计出一套可供无人机光电吊舱使用的低功耗视频实时压缩系统.与传统的嵌入式视频H.264软件编码压缩系统相比,本系统依赖DM368内嵌的视频协处理硬核处理H.264编码,具有功耗低、处理延迟小、外部电路简单等诸多优势.同时系统以嵌入式Linux为板级操作系统,实时性强,可稳定高效地管理视频采集、硬核调度、串口通信、数据输出等诸多任务.     

Task allocation and reallocation for fault tolerance inmulticomputer systems

The goal of task allocation in a set of interconnected processors (computers) is to maximize the efficient use of resources and thus reduce the job turnaround time. Proposed is a simple yet effective method to allocate the tasks in multicomputer systems for minimizing the interprocessor communication cost subject to resource limitations defined by the system and designer. The limitations can be viewed as results from the load balancing since the execution time of each task, the number of available processors, processor speed, and memory capacity are known to the system or designer. As the number of processors increases, the probability of a failure existing somewhere in the systems at any time also increases. Very few established task allocation models have considered the reliability property. In multicomputer systems, we define system reliability as the probability that the system can run the tasks successfully. After the (nonredundant) task scheduling strategy is defined, tasks are then reallocated to processors statically and redundantly. This is a form of time redundancy, in which if some processors fail during the execution, all tasks can be completed on the remaining processors (but at a longer time). Due to static preallocation of tasks this method is simpler and thus more practical than well-known dynamic reconfiguration and rollback recovery techniques in multicomputer systems. We demonstrate the effectiveness of the task allocation and reallocation for hardware fault tolerance by illustrations of applying the methods to different examples and practical communications network multiprocessor system     

支持对称多处理器结构的操作系统设计

在提高系统性能方面,SMP结构计算机已经成为现代计算机技术发展的潮流和趋势,因此急需构建能协调多处理器并发活动并维护系统一致性的SMP操作系统来替代原有的单处理器操作系统.从SMP操作系统所需要达到的目标出发,对设计满足SMP结构操作系统中的各方面问题进行了讨论,主要对操作系统结构,多处理器的引导和操作系统初始化,多进程的并行调度、多处理器中断的管理,以及程序和数据的可重入性等方面进行了详细的讨论.     

X-33 redundancy management system

The X-33 is an unmanned advanced technology demonstrator with a mission to validate new technologies for the next generation of Reusable Launch Vehicles. Various system redundancies are designed in the X-33 to enhance the probability of successfully completing its mission in the event of faults and failures during flight. One such redundant system is the Vehicle and Mission Computer that controls the X-33 ea, and manages the avionics subsystems. Historically, redundancy management and applications such as flight control and vehicle management tended to be highly coupled. One of the technologies that the X-33 will demonstrate is the Redundancy Management System (RMS) that uncouples the applications from the redundancy management details, in the same way that real-time operating systems have uncoupled applications from task scheduling, communication and synchronization details     

民用飞机防火试验室测控系统研究

为满足防火试验室高精度、实时性和多任务测控的需求,设计了一种基于Labview的测控系统。防火试验室测控系统由采集测试、灭火剂浓度测试、航电仿真、试验室模拟电源、试验室监视和总控台组成。提出了系统的总体设计方案,并对各个功能模块进行介绍。采用Labview软件编制测控软件,大大提高了测控系统的运行效率。合理配置Labview软件的实时引擎,使测控系统的任务循环周期达到高精度,提高了系统的实时性。该系统具有多功能、高精度、实时性、运行稳定、界面友好的特点,能够满足防火试验的测控需求,并具有很好的应用前景,可广泛应用于各种试验之中。     

一种双余度非相似容错计算机软件设计

非相似余度设计是容错技术的重要设计方法,在很多领域都有广泛应用,在航空领域主要应用于飞行控制系统.在非相似双机架构下分析现有且适宜的操作系统,并在此基础上构建适合机载飞控系统的底层运行框架和任务调度算法,在此框架下研究双机余度管理的关键技术.研究结果表明,所设计的软件框架与算法满足飞控系统要求.     

航空电子系统混合实时任务的双层调度

针对航空电子系统的实时性需求,提出满足综合模块化航空电子(IMA)构架的双层任务调度算法.通过加权轮转调度激活分区,并为分区提供固定的时间窗口,增强了系统的可预测性;分区内部采用可抢占的固定优先级调度,减少了高优先级任务的响应时间.算法支持混合任务集的调度:对周期的强实时任务,建立具有任意时限的任务模型,增强了模型的通...