航天器時變計算機體系結構研究.pdf

1、OBC(OnBoardComputer)是航天器電子系統的核心。隨著信息技術、電子技術、航天技術的發(fā)展，航天器對OBC性能的要求不斷提高?；贔PGA(FieldProgrammableGateArray)的OBC設計由于性能和靈活性上的優(yōu)勢逐漸成為航天電子的研究熱點。本論文對OBC的性能和通用性兩個方面進行研究，提出了一種新型的基于FPGA可重構技術的OBC——時變計算機。時變計算機具有高能力密度，高通用性，系統在軌可恢復性強的特點，

2、能夠通過多種方式實現，并能夠適應多種航天器（包括火箭和小衛(wèi)星）的需求。由于FPGA的可編程性，結合總線型結構的電氣系統拓撲結構，時變計算機應用于不同的航天器時，只需對FPGA內部邏輯根據需求進行重新設計，而硬件電路部分可以保持相對的穩(wěn)定，因而具有很強的通用性。
　　本文作了以下幾方面研究：
　　首先研究了時變計算機硬件電路的設計。根據航天器對OBC的需求、FPGA的特點以及采用總線型的電氣系統拓撲結構，設計了時變計算機的硬件

3、電路。時變計算機的硬件電路包括三個單元：處理器單元、配置單元和射頻單元。其中處理器單元和配置單元是設計的核心。
　　然后研究了在時變計算機中控制算法的實現。研究了時變計算機中實現了控制算法的三種方式：基于軟核的實現方式；基于HDL的實現方式；基于軟硬件協調設計的實現方式。對三種實現方式進行了對比，并給出了就軟核和基于軟硬件協同設計的控制算法具體實現。在軟硬件協同設計中，研究了采用CORDIC算法進行單精度浮點正余弦計算，并采用可綜