基于多核处理器P2020的综合数据处理模块设计及应用

机载综合数据传输装置是现代航空电子系统的重要组成部分.它能够实现计划数据加载、总线数据记录、音视频压缩数据记录、分系统软件加载等功能.而综合数据传输装置中的综合数据处理模块则是设备的核心部分.Freescale PowerPC 系列产品是一种广泛应用于工业、通信、军事领域的处理器.本文研究了Freescale PowerPC新多核处理器P2020的特点,主要介绍了基于此处理器平台的综合数据处理模块设计,研究其在实际中的应用.     

基于时钟驱动的循环调度

实时系统,诸如航空电子系统、空中交通控制系统(Air Traffic Control: ATC)等,从本质上说都是一种分布式实时系统,从理论上说,它们由三种类型的处理器组成,包括数据控制处理器、数据传输处理器和数据处理器.无论是数据控制处理器和数据处理器的数据计算任务,还是数据传输处理器的数据传输任务,它们的执行都必须满足任务的时间约束要求,从而正确完成系统设计的各项应用任务.本文将描述基于时钟驱动的循环调度策略,它不仅适用于对数据计算任务的实时调度,也适用于对数据传输任务的实时调度,最后,分析了此调度策略应用中存在的优势与劣势.     

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。     

新型飞行监控系统的数据传输与实时处理技术研究

本文研究了新型飞行监控系统的数据传输与实时处理技术.首先给出系统的总体设计与顶层的模块划分,然后重点阐述了实时系统网络协议的选择、修订以及数据处理的相关算法     

大容量机载记录模块AHCI驱动开发

航电系统机载数据具有实时性高、数据量大、数据流快等特点。阐述了Vx Works 6.8实时操作系统下AHCI驱动设计流程,实现支持热插拔的大容量记录模块的AHCI驱动。介绍了本机载记录模块硬件组成,支持双通道共两张SATA电子盘。测试结果表明,本机载记录模块存储量大、数据传输速度快,满足现阶段航电系统机载数据记录要求,具有广泛应用价值。     

基于龙芯处理器的系统移植方法和应用可行性研究

提出了基于龙芯计算模块的嵌入式操作系统移植和实现方法,实现了龙芯计算模块的操作系统加载、启动和驱动开发,并介绍了龙芯处理器的性能测试方法和测试结果,为龙芯国产处理器在航空电子领域的部署和应用可行性提供了一定的依据.     

基于PLB总线的多通道SGDMA设计

介绍了一种基于PLB总线的多通道SGDMA控制器的设计;详细描述了通道仲裁、通道寄存器组等模块的设计,使控制器实现了6个端口(其中3个用于发送,3个用于接收)的FC通道数据与内存间的数据传输.实验结果表明,这种设计能大大降低处理器的负担.     

基于DSP的机载数据采集记录系统的设计

针对载机任务单元多通道数据采集记录的需求,设计了一种基于高速浮点运算数字信号处理器（DSP）TMS320C6713的机载数据采集记录系统。利用TMS320C6713处理器芯片集成的增强型直接存储器存取（EDMA）和同步多通道缓冲串行口（M cBSP）模块实现对存储芯片的直接连接和数据操作,简化了硬件接口设计,避免了总线冲突,提高了处理器的工作效率。系统在某型数字化对抗训练系统中的实际应用表明该设计实用可行,并在实时数据采集记录应用中具有较好的通用性和扩展性。     

基于高速串行总线的电路交换开关模块的设计与实现

电路交换开关模块是新一代航空电子系统中实现数字信号并行处理的关键模块,为数字信号并行处理系统中的各个数据处理模块、信号处理模块提供高速数据传输与交换。从新一代航空电子系统并行处理的发展趋势及需求的角度出发,介绍了电路交换开关模块的设计和实现。电路交换开关模块采用M21131交叉开关构成交换结构,能够快速交换高速信号,支持重配置和重构,能够满足新一代航空电子系统中数字信号并行处理高速率、高可靠性和低延迟等需求。     

基于MPC8245的通用处理器模块的设计

近年来,PowerPC处理器以其多样化功能和优异性能得到各领域广泛应用。为实现通用处理器模块的设计,采用MPC8245处理器、PCI总线架构。处理器模块的硬件资源相对比较单一,通过实际应用表明在操作系统之上加装不同应用软件可用于多种环境,实现数据处理、功能控制、大大减少重复开发需要的各种资源。     

基于PowerPC处理器的嵌入式系统电源设计与实现

PowerPC处理器以其多样化功能和优异的性能得到各领域广泛应用。基于此类处理器的嵌入式系统设计将会涉及到许多特殊问题,嵌入式处理系统的电源电路设计就是其中之一。以MPC755为例分析了PowerPC处理器的供电要求和单板计算机的整体电路功能,开展了基于多种电源转换芯片的供电设计,解决了PowerPC处理器嵌入式单板计算机的供电问题。     

嵌入式操作系统在航空液晶显示系统上的应用

介绍了嵌入式操作系统在航空液晶以示系统上的应用,从硬件设计和软件设计两个方面进行了分析,设计了基于飞思卡尔公司Power-PC755平台和VxWorks嵌入式操作系统的航空液晶显示系统。     

基于VxWorks的末制导雷达通用信号处理平台设计

通用的雷达信号处理平台在中断响应、数据传输等方面对系统的实时性和可靠性要求较高,在设计时有必要采用高性能的实时操作系统,同时采用PCI总线来保证高速的数据传输。为此,基于实时操作系统VxWorks,以高性能微处理器PowerPC7457为核心,采用PCI总线机制,借鉴软件模块化思想,构建了通用的雷达信号处理平台。可用于信号处理算法的开发验证,具有较高的实时性和扩展性。     

基于多DSP芯片的实时SAR雷达转角变换模块设计

设计了一款基于多DSP芯片的并行SAR雷达转角变换模块,用于协调合成孔径雷达(SAR:SyntheticAperture Radar)雷达距离处理模块和方位处理模块间的数据转换。设计采用了多片AD公司的超级哈佛结构的DSP芯片,这样能进行高速大容量的浮点运算。为满足SAR雷达的大数据量存储,选用了大容量的DRAM,并配有CPLD模块用于接口控制。设计解决了处理时间与容量的矛盾,实现了SAR雷达转角模块数据的实时高速处理。     

基于I~2C总线的CPU温度监控系统

随着高性能、高功耗器件在嵌入式领域中广泛应用,温度监控已成为高可靠嵌入式领域研究的热点,采用ADI公司的测温电路ADT7461设计了面向高性能PowerPC处理器的温度监控系统。介绍了ADT7461芯片的功能原理,描述了整个硬件电路的结构。在软件部分阐述了I2C总线协议以及基于I2C总线协议实现的ADT7461寄存器读/写基本操作,针对应用中会面临的实际问题给出了具体解决方法。设计方法对于同类温度监控系统设计有一定的参考意义。     

基于Virtex4的SoPC系统设计

随着微电子技术的飞速发展和嵌入式系统要求的提高,硬件集成度迅速增长,以FPGA作为物理载体进行芯片设计的SoPC设计方式已经兴起.以PowerPC405处理器硬核为核心,开发基于PowerPC405的SoPC系统.本系统中,将通常独立的处理器、外设,分别作为硬核、软核集成入FPGA中,达到系统可编程、减少外围器件数目和PCB面积、降低功耗以及提高系统抗干扰能力等目的.针对SoPC开发的关键技术进行分析,最后采用Xilinx的Virtex4 FPGA实现基于PowerPC405的SOPC系统.     

航电核心处理机接线盒模块的设计与实现

接线盒模块可解决综合模块化航电系统中计算机产品对外调试信号过多、影响设计、且外场维护困难的问题。模块能够有效减少综合处理机对外接口中调试用以太网信号的数量,进而减少外部连接器的使用,利于机载产品的结构和接口设计。模块还支持外场免拆卸产品而实现对产品的调试和维护功能,便于机载产品的外场维护和故障排除。模块采用即用供电设计,既可满足地面开发/调试使用,又可降低飞行状态下的系统功耗。     

嵌入式处理器P2020机器码程序到C语言源程序的溯源方法

处理器PowerPC P2020在航空航天等嵌入式领域被广泛应用,以RTCA/DO-178C中A级软件的适航要求作为研究的出发点,提出了从文件、函数声明、函数体代码3层次实现P2020机器码程序到C源程序的溯源方法。在获取C语言源程序与PowerPC P2020机器码程序文件名列表的基础上,实现PowerPC P2020机器码文件主名的溯源;通过遍历C源程序抽象语法树和PowerPC P2020机器码获取函数名列表,实现PowerPC P2020机器码函数声明的溯源;通过定义C语言程序抽象语法树节点生成期望汇编指令序列的规则,实现PowerPC P2020机器码函数体的溯源。通过设计245个C源程序文件与345个PowerPC P2020机器码程序文件,1 111个C语言函数声明与1 273个PowerPC P2020机器码函数声明,以及覆盖C语言程序23类语法结构的460个测试用例,验证了PowerPC P2020机器码程序到C源程序的自动化溯源方法的有效性。结果表明：文件溯源和函数声明溯源的追溯匹配率达100%,程序函数体代码的平均溯源匹配率达97.22%。溯源匹配结果可以检查PowerPC P2020机器码程序是否在编译过程插入例外异常代码,以防止其带来的安全隐患,保证航空航天嵌入式安全关键软件机器码的安全性和可靠性。