基于AMBA总线的SOC硬件加速器的研究

传统的控制算法由软件实现,运行速度相对较慢.为改善系统性能,提高系统处理速度,本文提出了基于AMBA总线的SOC硬件加速器的解决方案,并选取典型的四元数算法加以验证.本文介绍了实现四元数解算的硬件加速器设计,将该模块通过AMBA总线集成到LEON内核中,完成了系统级仿真,并在FPGA上进行了验证.结果表明SOC硬件加速器在控制系统中应用是可行的,且体现出很大优越性.     

航天器总线管理系统的SOC设计与研究

高速、高可靠、低功耗的智能型串行系统总线是航天器进一步发展必须解决的一个关键问题。以1553B总线控制器为例,采用SOC设计方法,研究了航天器系统总线的设计和实现。首先按照1553B总线标准设计了总线管理SOC的系统结构,然后重点解决了SOC设计中的IP开发应用、可靠性设计、容错机制及低功耗实现等关键技术。采用这些SOC设计方法的1553B总线协议处理器取得了一次流片成功,为今后更高速率的航天器总线管理系统的SOC研究提供了一种思路和方法上的借鉴。     

PCI总线专用接口芯片的FPGA实现

介绍用FPGA设计PCI总线专用接口芯片的方法,提出一个多通道传输的新概念,给出PCI总线上DMA 传输的实现方法,并探讨PCI总线上的中断处理机制。此设计成本低、可移植性好,使用灵活,在SOC设计领域中有很好 的工程应用前景。     

支持多从机全双工通信的IP核互联模型

针对CPU、SPI与UART之间数据传输效率低和CPU指令执行效率低的问题,提出一种支持数据并行处理的IP核互联模型。通过设计AXI4主机转接口和扩展3条ARMv4自定义指令实现CPU与AXI4总线的互联;并设计AXI4从机转接口,克服APB转换桥的不足,使AXI4总线可与多个从机同时进行支持流水线操作的全双工通信。整个设计采用Verilog进行结构级描述并通过了Modelsim仿真。实验结果表明,本文设计的模型与目前市面上的AXI4互联模型相比,具有很高的带宽和数据传输效率;CPU执行所有测试指令只需要36个时钟周期,在数据传输完毕之前有156个空闲时钟周期,从而具有很高的指令执行效率。     

并行图像处理机技术

为建立弹栽高性能嵌入式计算机通用平台，提出了一种基于高速数字信号处理器(DSP)的并行图像处理系统设计方案。研究了多指令流多数据流(MIMD)并行处理系统拓扑、片上系统(SOC)、先进总线和小型化集成模块设计等关键技术，并从系统和单元两个设计层次上，阐述了方案的实现途径。     

面向21世纪的电子系统设计理念

通过了解和分析专用集成电路与相关先进技术的国内外发展现状及趋势,提出了一种采用专用集成电路(ASIC)、知识产权(IP)、虚拟元件(VC)和片上系统(SOC)技术,并利用先进的电子设计自动化(EDA)工具,实现弹上电于系统的‘系统级集成'和‘虚拟样机'的设计理念.     

基于元数据描述标准的专用集成电路IP核库建设

探讨IP核元数据标准应用在航天领域IP核集成过程中的方法,并根据航天领域内IP核开发与集成的特点,重点讨论自主开发IP核库建设与管理的方法。     

异构多核人工智能SoC芯片的低功耗设计

随着深空探测、载人航天、商业火箭和飞行器等各项航天任务的开展,各型号任务对硬件系统的智能化、可靠性、低功耗指标提出了更高的要求,作为系统“大脑”的SoC处理器亟需进行升级换代。本文综述了面向航天新任务应用的人工智能SoC芯片玉龙810,介绍了新一代国产自主可控、高智能、高可靠、低功耗SoC芯片的功能特点、关键技术,重点描述了玉龙810芯片的低功耗设计方法和实现结果,通过优化技术玉龙810芯片动态峰值功耗达到了低于5W的指标。玉龙810芯片采用多核异构架构,主要由4个SPARC V8核、8个GPU核和8个NNA核组成,片内通过AMBA3. 0总线实现模块的互联互通,片上还集成H. 264/H. 265,JPEC2000等片上外设。     

一种高可靠串行通信协议研究及其控制器IP核设计

为满足军用和航天等领域高可靠串行通信的应用需求,本文通过对曼彻斯特编码、汉明码编码和数据帧冗余等技术进行研究,设计并用VHDL语言实现了高可靠串行通信控制器IP核。将该IP核集成到LEON2中进行了性能仿真和测试,结果表明该IP核较明显地提高了系统串行通信的可靠性。     

基于MCP2515和S3C2440组建CAN总线通信系统的设计与实现

CAN总线在嵌入式系统开发中有着广泛的应用,多数嵌入式处理器没有CAN总线控制器,所以需要通过外部总线自己扩展CAN总线接口,使S3C2440芯片可以控制CAN总线数据的发送和接收,本文采用MCP2515总线控制器扩展S3C2440芯片的接口功能——利用SPI接口扩展CAN总线接口。本文详细介绍了CAN总线硬件的接口设计,并详细说明嵌入式Linux操作系统上CAN设备驱动程序的具体设计。     

IEEE1394总线接口设计

IEEE1394总线是一种应用广泛的高速实时传输总线。文章给出了一种基于TSB12LV32和TSB41AB3的IEEE1394总线接口设计方案,并对接口连接进行了详细阐述。使用DSP搭配FPGA构建事务层,与链路层、物理层一起构成完整的IEEE1394通信链路。该方案可以实现链路层和物理层的无缝链接,并且异步事务和等时...     

基于1553B总线的星载相机地面检测程序通用化设计

1553B总线是一种时分制指令/响应式多路传输数据总线,广泛应用于飞机、舰船和卫星的通信中。目前已有部分星载相机采用1553B总线进行通信,但其命令多样,数据的传输类型也不尽相同,因此,卫星在地面检测时要根据对应的协议进行测试,必要时须对程序进行重新设计、修改,工作量较大。为了解决协议频繁更改带来的测试可靠性问题,文章基于VC编程技术,借鉴程序通用化的设计思想,实现了星载相机1553B总线通信检测程序接口的通用化设计,使地面测试程序得到统一化、通用化,提高了产品的开发效率和可靠性。     

信息集成在航天运输控制系统中的应用研究

文章从信息集成的角度提出四项一体化设计方法。制导与弹道的一体化设计,采用联立法实现用统一的架构解决复杂约束下飞行器自主动态轨迹规划问题。结果表明这种架构能够灵活处理各种约束条件并具有很高的控制精度,后续的重点是进一步提高计算效率。自检测BIT与地面测试的一体化设计,通过基于高速测量总线的窃听技术、基于模型和数据驱动的自动判读技术以及系统在回路的综合测试技术,实现快速发射和减少技术保障人员的目标,并已逐步开始应用。控制与测量系统的一体化设计,通过平台化的设计方案实现功能模块的集成、重用和重组,降低开发成本,避免重复投资。模型驱动的软硬件一体化设计,通过构建软硬件协同设计平台,实现算法、软件、硬件的并行设计和综合仿真,为系统方案的选择提供定量分析工具。上述信息集成技术为基础理论研究、系统实现和设计方法学等提供新的思路,提升控制系统的自主性和适应性,拓展控制系统的作用,增强快速反应能力,并能有效降低成本。     

基于TTEthernet的综合电子系统通信网络研究

星上总线技术是综合电子系统的关键技术之一,决定了星上电子设备的功能划分及整星信息系统的可靠性设计。选择时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet,TTEthernet)作为综合电子系统的核心总线,从网络通信机制、时间同步计算和容错性能等方面分析了TTEthernet的特性及其星载应用的优势,并在此基础上构建基于TTEthernet的综合电子系统通信网络,提出了该通信网络在拓扑结构、系统同步过程和通信协议等方面的具体实现方法,对TTEthernet在卫星中的应用进行了探索,可为TTEthernet在航天领域的研究与应用提供借鉴。     

空间相机隔振与姿态控制一体化设计

为了解决星上微振动导致高分辨率遥感卫星图像质量下降的问题,研究了空间相机隔振措施及其带来的异位控制问题,提出了同时采取相机隔振与控制规律修改措施的一体化设计方法,实现了隔振性能与姿态控制性能兼备的系统方案。对算例的研究结果表明,采用相机隔振-姿态控制一体化设计方法可以在保证姿态控制性能的同时大幅降低曝光时间内空间相机的视线抖动量。     

基于综合电子的某型运载器电气系统方案设计

为降低全生命周期成本,提高航天运载器综合竞争力,提出了基于综合电子方案的某型运载器电气系统设计实现方法。首先对该运载器功能需求进行了分析,建立了基于综合电子的系统分布式集成逻辑架构,然后分别就系统任务规划与操作系统分区结构、基于时间触发以太网(TTE)的一体化机内外总线体制以及系统容错处理机制等关键技术及实现途径开展了分析论证。本方案提出的相关软、硬件设计方法有利于实现系统快速集成与系统内资源共享,同时为实现冗余容错控制、在线任务规划等功能提供了便利。