面向航天的SoC技术及其应用

分析SoC高度密集的功能集成和专用性与可编程性相结合的发展趋势以及SoC未来的关键技术,介绍SoC技术在国内外航天领域的应用,并对我国继续开展SoC技术研究提出建议.     

1553B总线接口SoC验证平台的实现

随着半导体技术的发展,验证已经成为SoC设计的瓶颈.分析了SoC验证面临的困难,结合1553B总线接口SoC芯片的具体实践,重点研究了SoC验证平台的一种构建实现方法.该方法提高了验证效率,缩短了整个设计验证周期.     

机载嵌入式可重构信号处理系统设计

为使机载嵌入式信号处理系统性能更加均衡,更好地适应机载嵌入式环境,在比较三种传统的机栽信号处理系统架构的基础上,提出了一种系统可伸缩、功能可重构的信号处理系统架构,并分析了其系统特性和关键技术。从可编程能力、处理性能、通用性以及可扩展性等方面比较了三种信号处理系统架构,结果表明:可重构信号处理系统架构具有较强的综合性能,能更好地满足机载嵌入式应用的需求。     

航天用SoC发展思考

在分析航天应用需求及SoC技术特点的基础上,讨论SoC技术在航天应用的可行性,针对航天用SoC对设计、验证及抗辐照等方面的特殊要求,结合目前国内航天用SoC的发展现状,提出整机与电路相结合、设计与应用相结合、立足未来跨越式发展及兼顾目前行业需求相结合的航天应用SoC的发展思路.     

SoC验证方法学研究与应用

SoC系统功能日益复杂,规模也日益庞大,SoC验证面临着前所未有的挑战.对SoC验证方法学进行了研究和总结,包括验证流程、验证层次和验证技术.通过对基于DW8051的SoC的验证实践,证明了这套验证方法学的可行性和有效性.     

航天微系统技术综述

航天微系统技术包括专用集成电路(ASIC)、片上系统(SoC)、单片微波集成电路(MMIC)、混合集成电路(HIC)等微电子技术和微机电系统(MEMS)。文章介绍了这几种技术的特点、发展现状,以及在航天中的应用情况和应用前景。ASIC与SoC技术可显著提高电子系统的集成度和性能,已在航天中得到广泛应用。MMIC技术可用于航天器通信载荷和平台的射频通信部件,已在欧美航天器中大量应用,目前正朝高频段发展。HIC主要包括厚膜HIC和薄膜HIC,特别适于功率器件和微波器件的集成,目前国外已有大量产品用于航天,如"国际空间站"(ISS)。MEMS技术可用于航天器导航、热控、推进、光学遥感与通信等系统,甚至可对航天器设计方法产生重要影响,但目前还处于起步阶段。在以上技术领域,我国虽已开展了一些研究,但与国外相比还存在较大差距。文章针对航天微系统技术的产业布局、发展方式等提出了建议,可为我国的发展规划和战略决策提供参考。     

基于AFDX网络终端系统SoC的FPGA原型验证

基于商业以太网技术的AFDX网络,具有高带宽,低延迟,强实时性,高可靠性的特点已应用于在空客A380等型号上。ARINC664 Part7协议定义了AFDX网络的终端系统,交换机,以及通信机制。其中AFDX网络终端系统（ES,EndSystem）为航电系统上层应用与AFDX网络之间提供信息收发的通道。基于ARM9的AFDX—ESSoC是国内首款AFDX终端系统智能协议芯片,结合项目实践以SoC验证方法学为指导,以应用需求和ARINC664 Part7协议标准为依据,介绍了在FPGA环境下搭建验证平台,开发测试向量实施验证的过程,并对验证结果进行了分析,为成功流片提供了可靠保证。     

基于MCM&SOC方案的微惯性器件系统集成技术综述

近年来,在航空航天、武器装备、高端工业等领域的制导、控制等应用需求的牵引下,微惯性器件的尺寸、质量与功耗(SWaP)指标不断提升,配套电路由PCB逐步升级为ASIC。综合工艺复杂度、成本、性能潜力等因素,基于MCM和SoC的MEMS结构与ASIC系统集成方案逐步成为目前的主流选择。介绍了主流微惯性器件MEMS结构与ASIC的MCMSoC系统集成技术现状,并对各集成方案特点进行了分析对比。此外,对微惯性器件MEMS与ASIC系统集成的关键技术进行了总结。最后,简要分析了国内外差距并展望了下一步发展趋势。     

An attack-immune trusted architecture for supervisory aircraft hardware

With the wide application of electronic hardware in aircraft such as air-to-ground communication, satellite communication, positioning system and so on, aircraft hardware is facing great secure pressure. Focusing on the secure problem of aircraft hardware, this paper proposes a supervisory control architecture based on secure System-on-a-Chip (SoC) system. The proposed architecture is attack-immune and trustworthy, which can support trusted escrow application and Dynamic Integrity Measurement (DIM) without interference. This architecture is characterized by a Trusted Monitoring System (TMS) hardware isolated from the Main Processor System (MPS), a secure access channel from TMS to the running memory of the MPS, and the channel is unidirectional. Based on this architecture, the DIM program running on TMS is used to measure and call the Lightweight Measurement Agent (LMA) program running on MPS. By this method, the Operating System (OS) kernel, key software and data of the MPS can be dynamically measured without disturbance, which makes it difficult for adversaries to attack through software. Besides, this architecture has been fully verified on FPGA prototype system. Compared with the existing systems, our architecture achieves higher security and is more efficient on DIM, which can fully supervise the running of application and aircraft hardware OS.     

一种图像缩放算法的SoC协同加速设计方法

针对无人机自主着陆的跑道检测、识别、跟踪等视觉算法中需要对大量图像进行缩放处理以便后续计算,但又对实时性要求比较高的情况,根据输入输出像素点的映射关系提出了一种适用于硬件加速的图像缩放算法,简化算法结构的同时利用现场可编程门阵列进行模块硬件功能的设计对算法加速,并采用软硬件协同的体系结构搭建实时图像处理系统。实验结果表明,该缩放算法处理精度高、耗时少,且用硬件逻辑实现后,可以进一步提速171倍,硬化后的系统可以通过摄像头获取图像数据,实时处理后在显示器中显示,达到30帧/s的处理速度,可以应用于实时性要求较高的图像处理算法中。