某型號(hào)彈載計(jì)算機(jī)的研制.pdf

1、飛行器的位置、速度和姿態(tài)角信息是通過慣性敏感器(陀螺儀和加速度計(jì))敏感、測(cè)量飛行器的角運(yùn)動(dòng)和線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過CPU解算而得到的，解算是一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)算，要用到積分、卷積、疊代等數(shù)學(xué)運(yùn)算，如采用單片機(jī)或通用CPU，難以勝任高速運(yùn)算要求，而且運(yùn)算能力有限。而數(shù)字信號(hào)處理器DSP具有高效的數(shù)值運(yùn)算能力，并能提供良好的開發(fā)環(huán)境，DSP的數(shù)據(jù)運(yùn)算處理功能強(qiáng)大，即使在很復(fù)雜的控制中，采樣周期也可以取得很小，控制效果更接近于連續(xù)系統(tǒng)。 因此經(jīng)過綜合

2、考慮，彈載計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)采用DSP+FPGA的形式，由：DSP芯片作為中央處理模塊，F(xiàn)PGA作為雙口RAM模塊、FIFO模塊、通信模塊且負(fù)責(zé)板上的部分邏輯譯碼及時(shí)序工作，輸出模塊用D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)小型化，在硬件設(shè)計(jì)方案上采用了當(dāng)今國際上流行的FPGA技術(shù)和表面貼裝技術(shù)，在設(shè)計(jì)階段就可以對(duì)電路邏輯進(jìn)行仿真，確保了設(shè)計(jì)的一次成功。 彈載計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件，為控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件的調(diào)試、運(yùn)行提供了必要的軟件工具及環(huán)境。監(jiān)控軟件應(yīng)提供數(shù)

3、據(jù)裝訂、取彈上內(nèi)存數(shù)據(jù)、彈上內(nèi)存檢查修改、執(zhí)行程序、單元測(cè)試、寄存器檢查修改、數(shù)據(jù)塊搬移、顯示等功能。它固化在EPROM中，需運(yùn)行時(shí)才將其調(diào)入RAM中，可重入，順序處理方式。監(jiān)控軟件的主程序負(fù)責(zé)完成初始化、彈地同步、以及彈上接收／地面發(fā)送、分析命令字(A、W、S、M、R、V、N)，并轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的命令執(zhí)行子模塊程序。彈地同步成功后，彈上一直處于接收命令狀態(tài)，接收命令無先后次序。 組裝是計(jì)算機(jī)工程(不論大小)極重要的部分。彈載計(jì)算機(jī)

4、的嵌入性與可靠性等特殊要求又進(jìn)而增加了組裝的復(fù)雜性。復(fù)雜性緣由于它所涉及的工程學(xué)科范圍較廣，它所處理的實(shí)際技術(shù)問題往往又是矛盾的。組裝是一個(gè)復(fù)合的概念除了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本含義外，還包括冷卻技術(shù)、工藝技術(shù)等方面內(nèi)容。對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、振動(dòng)沖擊緩沖設(shè)計(jì)以及環(huán)境防護(hù)技術(shù)、防護(hù)材科和處理工藝作了簡要敘述。 彈載計(jì)算機(jī)要進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試，以確保它能成功地完成飛行任務(wù)。由于計(jì)算機(jī)的復(fù)雜性，它的測(cè)試通常是按功能進(jìn)行的，又由于彈載計(jì)算機(jī)的高可靠性要

5、求，一些信號(hào)還要單獨(dú)進(jìn)行逐項(xiàng)測(cè)試。除了本身的測(cè)試外，彈載計(jì)算機(jī)因其在制導(dǎo)與姿態(tài)控制系統(tǒng)中處于中間位置，系統(tǒng)中其它設(shè)備(如慣性組合或平臺(tái)、伺服機(jī)構(gòu)等)的測(cè)試，通過或借助計(jì)算機(jī)來完成的話，可以明顯地減少系統(tǒng)的復(fù)雜性，使測(cè)試與實(shí)時(shí)計(jì)算更加一致。所以，彈載計(jì)算機(jī)的測(cè)試一般要考慮到機(jī)內(nèi)與機(jī)外的有關(guān)部分。 系統(tǒng)測(cè)試是由地面測(cè)試發(fā)射控制系統(tǒng)控制的。地面與彈上的接口，在彈上是安排在彈載計(jì)算機(jī)內(nèi)的。由于微電子技術(shù)的發(fā)展，使經(jīng)濟(jì)性、可靠性與嵌入性等

6、方面逐漸能滿足彈載應(yīng)用的要求，為合理地劃分彈上與地面的測(cè)試內(nèi)容，消除彈地之間的測(cè)試信號(hào)線，提供了可行的技術(shù)條件。彈載計(jì)算機(jī)測(cè)試儀需要對(duì)彈載計(jì)算機(jī)的舵機(jī)控制電壓、二次電源電壓等模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，并模擬彈上舵機(jī)、慣性組合、記錄儀和地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)與彈載計(jì)算機(jī)的相關(guān)接口信號(hào)，配合彈載計(jì)算機(jī)進(jìn)行軟硬件功能調(diào)試。出廠驗(yàn)收時(shí)，需要使用計(jì)算機(jī)測(cè)試儀對(duì)彈載計(jì)算機(jī)的參數(shù)、功能和接口進(jìn)行全面測(cè)試；測(cè)試結(jié)果作為彈載計(jì)算機(jī)生產(chǎn)驗(yàn)收合格的重要依據(jù)。 目前，