机载嵌入式动态可重构计算机设计

动态可重构技术在降低机载嵌入式计算机的体积、重量和功耗方面有巨大的潜力。分析机载应用环境对嵌入式计算机的要求,探讨部分可重构和软件可编程重构两种动态可重构方法,并针对机载嵌入式计算机的需求,从硬件资源利用率、系统灵活性和系统可维护性等方面详细分析比较了两种动态可重构方法。基于部分可重构方法,提出了一种高性能、高灵活的体系结构,有效提高了系统资源利用率,具有深远的军事应用前景。     

机载嵌入式系统中的多核处理架构研究与分析

与单核处理器相比较，多核处理器在性能、功耗、体积以及重量各方面都有绝对的优势，这使得多核处理器在机载嵌入式系统中的应用成为必然趋势。在分析了航空电子系统的任务特点之后，介绍了两种最常见的多核处理器系统架构：对称多处理（SMP）和非对称多处理（AMP），对这两种系统架构在机载嵌入式系统的应用进行了研究分析，并分析了其关键技术对实时性、安全性和确定性的影响。     

高性能嵌入式信号处理应用中的互连结构

目前,由多个处理器构成的高性能嵌入式信号处理系统中,处理器之间、信号处理模块之间的通信带宽已经成为整个应用系统性能的瓶颈,如果没有与高性能处理器同步的互连结构方案,就无法调动多个处理器的全部处理潜能。本文对高性能嵌入式信号处理应用中用到的几种互连结构及实现方式进行比较、分析,并且讨论互连结构的发展趋势。     

基于同步处理的机载视频实时记录技术研究

在机载航电系统中,为了能够实时、无损地记录显控子系统传来的实时视频数据,最大程度地保留原始视频的图像质量,研究了基于多任务同步处理的机载视频实时记录技术。通过详细阐述接收任务和存储任务的设计方法以及分析两者的同步策略,直观展示了基于同步处理的机载视频实时记录技术的实现架构。同时依托多核处理器平台来设计真实的测试场景,并在实际机载嵌入式系统中部署运行,其结果证实了基于同步处理的机载视频实时记录技术的正确性。     

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.     

DO-178B可验证的机载操作系统配置生成技术

针对DO-178B适航验证要求对机载嵌入式操作系统配置数据生成技术进行了分析研究,给出了一种可重用的机载嵌入式操作系统配置数据生成器的架构设计。基于这种架构构建的配置数据生成器经过DO-178B适航验证后可适用于不同的机载嵌入式操作系统,从而大大减少机载嵌入式操作系统的适航验证成本。     

机载嵌入式软件的体系结构框架设计与应用研究

本文介绍了嵌入式软件体系结构框架设计的思路,将面向对象的设计模式应用到机载嵌入式系统软件设计中,以实现可重用的应用程序框架。框架的实现,将可为上层嵌入式系统应用程序的开发提供架构上的支撑。建立通用的应用程序框架,也为架构的重用打下了基础。     

机载核心处理系统通用化平台研究

机载核心处理系统为航空电子信息处理提供通用资源,通过重构配置提高飞机的运行可靠性。为减少各型飞机的核心处理系统的重复性设计,提高核心处理系统的鲁棒性,在研究目前飞机航空电子架构和未来发展趋势的基础上,梳理了核心处理系统的功能需求,提供了一种适应多型飞机的面向IMA 2G的核心处理系统的通用化平台架构方案。该平台通用性强,可靠性高,极大降低了设计风险,缩短了研制周期。     

MPC8270最小系统的设计与实现

针对机载系统对嵌入式计算机性能和可靠性的要求，研究了基于MPC8270的嵌入式最小系统的原理、设计和实现，并分析了最小系统的性能。试验结果表明：最小系统具有处理能力强、集成度高、功耗低和系统扩展能力强等特点。     

关于机载显示器中地图显示嵌入式架构的改进

针对传统地图显示系统存在地图画面卡顿、刷新速度变慢的问题,研究了地图显示嵌入式架构的地图数据格式、地图数据解析和地图数据库管理方式,提出了基于SQLite、Mitab的地图显示嵌入式架构。该架构在满足机载显示器系统性能需求的基础上,提高了地图功能的灵活性和更新速率,具有一定的应用价值。     

基于虚拟仪器的机载模块性能测试系统

针对传统机载设备侧重于功能测试的技术缺陷,提出了一种机载模块性能测试系统。阐述了测试系统的架构设计和基于LabVIEW的算法实现,使用虚拟仪器技术,实现了航空电子总线ARINC429模块中信号性能的自动测试和故障报告。实验结果表明,该系统能有效完成模块信号性能的自动测试与故障报告,提高了航空电子自动测试设备的通用性与可靠性,对未来两级维修体制下的航空电子设备ATE的发展具有一定的现实意义。     

机载嵌入式实时操作系统时间性能测试

在机载嵌入式实时操作系统中,时间性能是一个非常重要的参数.为了评估机载嵌入式实时操作系统的实时性,同时为用户提供操作系统的时间性能参数,本文介绍了支持分区的机载嵌入式实时操作系统中特有的影响时间性能的关键因素--错误响应时间,分区间数据交换时间,进程上下文切换时间,分区上下文切换时间;给出了操作系统时间性能测试的方法,着重分析了计时工具,测试用例的设计,测试点的选取,以及排除影响测试准确行的因素.     

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。     

基于嵌入式数字信号处理器的数字滤波器设计和算法实现

介绍了用ＩＮＴＥＬ公司新推出的８０Ｃ１９６ＵＮ单片机来设计数字滤波器。用此嵌入式数字信号处理器设计的滤波器的幅值、相位和响应较为精确,消除了多个器件所引起的噪声、电压等误差。同时,本文还对Ｃ１９６ＵＮ硬件结构、软件设计及执行信号处理指令集中的关键语句做了概述     

MPC8270的MCP异常研究与分析

MPC8270处理器以其良好的性能和丰富的接口在航空机弹载嵌入式领域有广泛的应用.MPC8270提供丰富的异常机制供软件开发者使用,由于MCP的产生与硬件有紧密关系,并不会由于软件本身导致,因此往往软件开发者对其并不在意.结合在实际工作中碰到的故障事例,对MCP进行了详细的描述.对MCP正确的处理可以增加软件的可靠性.     

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。     

可重构制造系统的性能分析

可重构制造系统的生产管理与控制是实施可重构制造系统哲理的关键技术,而可重构制造系统的性能分析是可重构制造系统生产管理与控制的重要功能。基于可重构制造系统的赋时可重构Petri网模型及其调度Gantt图,提出可重构制造系统的性能指标评价方法,定义最大完成时间、生产资源利用率、作业完成时间和零件的平均生产能力等可重构制造系统的性能指标,并计算了实例系统的性能指标。实例研究表明,可重构制造系统的性能分析方法体现了可重构制造系统的重构柔性本质。     

基于串行RapidIO的嵌入式互连研究

RapidIO技术是一种点对点的基于包交换的交叉开关互连技术,其高带宽、低延时、高效率及高可靠性的优点为高性能的嵌入式系统内部互连通信提供了良好的解决方案.简要介绍了RapidIO的协议及关键技术,提出了基于串行RapidIO技术的嵌入式互连结构框架.以该框架结构为基础,介绍信号处理子系统一基于串行RapidIO的信号处理模块的设计.     

基于分区代理机制的FC通信虚拟化方案设计

随着航电系统的发展,处理平台的集成度逐步提高,多核处理器集成多个应用将是未来应用的趋势。 但在使用多核处理器的系统中,由于多个处理器核并行运行,需要解决通信资源在多个处理器核之间的共享问 题。本文提出了一种基于分区代理机制的FC 通信虚拟化方案设计,可以实现多核架构下多应用、多分区共享 FC 网络接口设备进行通信。