多用途ARM计算机的航天应用研究
本文关键词:多用途ARM计算机的航天应用研究 出处:《中国科学院国家空间科学中心》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
更多相关文章: 多用途 ARM 星载计算机 μC/OS-II
【摘要】:针对目前星载计算机数据管理设备功能性、通用性较差的问题,同时也为了满足我国目前和未来低成本、低轨航天等任务不断增加的需求,本课题设计了一种具备多用途、扩展性强以及易升级的通用型新型数据管理系统。计算机采用最新推出的高性能、高集成度ARM处理器作为电子系统的数据处理核心即TI最新推出的TMS570LS3137微控制器作为CPU,充分利用CPU内部配置的所有资源,然后设计出系统所需的各类外部通信接口,包括SCI串口模块、I2C通信模块、CAN总线模块、以太网接口模块以及AD模块、FPGA外扩模块。除此之外,通过处理器的外部存储器接口(EMIF)可以对外扩展多个板卡接口,这样可以使系统在项目需要时进一步扩展外接电路板卡,外扩板卡数量最多可至12个。在软件部分,系统采用了移植性较好的实时多任务操作系统μC/OS-II,加上由TI公司提供的驱动程序生成软件的驱动程序HALCoGen共同完成各个任务的软件需求。该系统以稍加改动或加入扩展模块即可应用在其他航天任务中,具有较高的可靠性和较好的功能适应性。本文将会详细介绍本课题所设计的星载计算机数据管理系统核心设备的硬件设计、软件设计以及系统调试的各种问题,根据各模块测试情况调整整体设计并检测结果。另外,在整个过程中,本文会对对调试过程中遇到的问题进行重点描述并解释,加上课题组人员之前项目积累的调试经验,加以分析问题所在,得以在诸多问题上得到成功改进,使得我们的设计能够更加完善具体。该基于ARM计算机的数据管理系统的核心设备经系统经过严密测试后,其系统调试结果表明整个单板设计的各方面性都能满足大部分星载设备的指标和需求,而且本单板具备的良好的可扩展性也为后续进一步的扩展完善通用航天器地面检测设备奠定了良好的基础,也为后续上层应用软件提供了有效硬件平台。
[Abstract]:Aiming at the problem of poor functionality and generality of spaceborne computer data management equipment, and in order to meet the increasing demand of low cost and low orbit spaceflight missions in our country at present and in the future. In this paper, a new general-purpose data management system with multi-purpose, strong expansibility and easy to upgrade is designed. The computer adopts the latest high performance. As the data processing core of electronic system, the highly integrated ARM processor is the newest TMS570LS3137 microcontroller developed by TI, which makes full use of all the internal resources of CPU. Then we design all kinds of external communication interfaces, including SCI serial port module, I2C communication module and can bus module, Ethernet interface module and AD module. In addition, a plurality of card interfaces can be extended externally through the processor's external memory interface (EMIF). This will enable the system to further expand the external circuit board card when the project needs, the number of external expansion board cards can be up to 12. In the software part. The system adopts 渭 C / OS-II real-time multitask operating system which has good portability. In addition, the driver of driver generation software provided by TI, HALCoGen, is required to accomplish each task together. The system can be used in other spaceflight with minor modification or extension module. In business. This paper will introduce in detail the hardware design, software design and system debugging of the core equipment of spaceborne computer data management system. Adjust the overall design and test results according to the test conditions of each module. In addition, in the whole process, this paper will focus on the problems encountered in the process of debugging and explain. In addition, the project accumulated debugging experience accumulated by the project team, to analyze the problem, can be successfully improved on a number of issues. The core equipment of the data management system based on ARM computer has been carefully tested. The system debugging results show that all aspects of the whole veneer design can meet the specifications and requirements of most spaceborne equipment. Moreover, the good expansibility of the veneer also lays a good foundation for the further expansion and improvement of the universal spacecraft ground detection equipment, and also provides an effective hardware platform for the follow-up upper application software.
【学位授予单位】:中国科学院国家空间科学中心
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V446
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,本文编号:1376223
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