基于VPX标准的双路“龙芯”3A计算机模块设计

VPX是一种开放的总线形式,与国产化CPU（中央处理器）结合实现VPX计算机模块是一种新的应用需求.针对这种需求对VPX总线标准及国产的“龙芯”3A芯片进行研究,从原理上结合二者特点,再利用高速高密度布线方式,以欧卡6U的标准设计完成了基于VPX的国产化计算机模块.对模块的功能和性能分别进行测试,分析可得,模块化方式的计算机和普通计算机在主板的性能和功能上表现一致,而且可直接用于具有抗震加固特性的机箱,更适用于未来的军事应用.     

基于1773光纤数据总线的光传飞控系统

为完成直升机显模型跟踪光传飞控系统局域网的设计,对基于 MIL-STD-1533B多路传输数据总线协议的 MIL-STD-1773光总线协议进行了研究;提出了基于1773光总线的光传系统的开发思想和途径,并对光总线的硬件结构配置及软件实现进行了设计;构建了直升机显模型跟踪光传操纵系统的地面物理仿真验证平台,由给出的光传与电传对比仿真,表明所设计系统是正确并可行的,对开发光传操纵技术具有工程意义。     

临近空间艇载计算机余度管理策略研究

平流层飞艇是可靠性要求很高的系统,需要由具有容错能力的艇载计算机来进行控制和管理。针对艇载计算机采用的余度结构进行了软件管理策略的研究和设计,提出了基于异构总线的握手机制节点故障检测方法、基于“看门狗”与“心跳”相结合的 CPU 故障检测方法、基于节点健康矩阵的互援式总线重构方法及基于有限状态机的多 CPU 并行处理系统自适应重构方法。故障注入试验表明,艇载计算机在遇到故障时能实时检测出故障,诊断故障类型,并对故障进行处理,实现系统重构,保证了平流层飞艇长期驻空时的安全飞行。     

基于CAN总线的飞行模拟器油门台控制系统

针对飞行模拟器开发了一套油门台控制系统,以AT90CAN128为主控芯片,采用该芯片的内嵌CAN通信收发功能,设计了飞行模拟器油门台控制系统方案。采用电磁离合器切换工作模式,从而满足油门台在随动、手动工作状态下不同控制要求。系统通过高精度电位器实时反馈双油门杆的位置信息,并将反馈信息传给上位计算机。最后进行整机模拟系统联调试验,验证本系统方案可行性,试验结果表明所测试数据结果稳定,微调的分辨率小于0.5°,位置信号的偏差小于1%,响应时间小于0.1s。     

一种多CPS协同机制的设计研究

近年来,赛博物理系统(Cyber-Physical Systems,CPS)随着工业4.0、智能制造的提出而成为行业热点话题,多CPS系统的智能互联是构成当今物联网(The Internet of Things & Services,IOTS)的基础.重点探索多个CPS之间的协同机制,提出了基于总线型智能探头的多CPS互联互通模型以完成多CPS间的通信.在中航工业成飞数控加工厂建立了一套总线型CPS模型,实现了核心协议设计及编码设计,通过车间内各个MES子系统能够充分实现互联互通,以证明设计方法的可行性.     

货运飞船智能温湿度测量系统构建和实验

根据货运飞船热平衡实验中对温湿度测量的需求,设计并搭建了一种以控制器局域网络(CAN)总线通信技术和智能温湿度传感器SHT15为核心的分布式测量系统,温湿度测量模块将采集到的温湿度数据通过CAN总线经分线器传递给下位机,进一步传输给上位机,实现了对数据的补偿、显示和保存等功能,给出了系统中软件的设计思路和流程图.并对该系统进行了真空贮存实验和标定实验,实验结果表明:该系统具有高可靠性和高测量精度,相对湿度的测量误差在2%以内,且使用方便,易于扩展节点,现已成功运用于实际的测量工作中.      

基于FC光传总线的分布式容错系统组通信协议

分布式容错系统常用于构造高可靠的关键应用,其核心构件组通信协议(GCP)实现了带有可靠性语义的多对多的通信原语。本文主要讨论基于光纤通道(FC)总线用于分布式容错的组通信协议,探讨了使用冗余消息技术实现实时、可靠数据传输的方法,提出了将数据和控制消息分开处理来实现数据输入实时性和控制消息按因果顺序提交的算法,力求获得最大程度的并行性。提出并设计了基于领导者-跟随者的故障处理机制,利用两阶段事务处理协议实现故障处理中的视图同步和状态切换,给出了协议的设计原理和实现框架。最后给出了该协议在基于PowerPC单板计算机的三余度容错飞行控制计算机系统中的运行结果,并对该结果进行了简要分析。     

基于ASIC技术的1553B IP核的设计

针对卫星轻小型化的应用需求和现有1553B总线接口设计存在缺陷的问题,提出一种面向航天器综合电子的1553B总线协议ASIC芯片设计方案,并介绍了自主研发的1553B协议IP核设计. 1553B IP核采用自顶向下的设计方法,使用Verilog硬件设计语言进行编程,实现了1553B总线中的总线控制器BC和远程终端RT功能. 分别从1553B IP核总体框架、BC/RT共享模块、BC功能模块和RT功能模块详细介绍了IP核的设计.1553B IP核设计完成模块仿真验证、ASIC芯片系统仿真验证和FPGA验证,通过DDC的1553B板卡对设计进行验证,误码率小于10-9. 实验结果表明,本IP核设计具有可靠性高、可移植性强、资源占用少、实时性好的特点.      

一种面向航天器综合电子的ASIC芯片设计

航天器综合电子系统通用功能集成并芯片化是目前航天器电子系统的发展趋势. 针对中国航天器电子系统小型化、综合化的应用需求,提出一种面向航天器综合电子的ASIC芯片设计方案,分析了ASIC芯片设计中的关键技术,包括芯片系统工作模式、IP核的开发应用、可靠性和低功耗设计,1553B简易终端控制模式是芯片的技术特色和典型应用. ASIC芯片的功能设计、系统仿真验证、FPGA验证和物理设计均已完成,进入流片状态. 芯片的FPGA验证结果证明了芯片设计的有效性和可靠性. ASIC芯片旨在达到国军标548S的要求,应用场景是航天器内数据总线接口单元和遥测遥控.      

开放式多参数校准平台架构及实践

应用模块化、标准化的开放式系统结构的设计思路,提出基于先进的测试总线的综合校准概念,研究便携高效、可扩展性强的开放式多参数校准平台构架技术,有力支撑了现场测试设备的计量校准工作。