基于多DSP的高可靠并行星载计算机系统关键技术研究

发布时间：2016-10-17 07:50

  本文关键词：星箭一体化航天器时变计算机技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

《上海交通大学》 2014年

基于多DSP的高可靠并行星载计算机系统关键技术研究

张博  

【摘要】：随着空间应用技术的发展，空间任务越来越复杂多样，需要处理的数据量也急剧增加，传统的星载计算机系统已经远远不能满足性能要求。以大幅图像处理、航天器自主导航为代表的复杂任务促使星载计算机系统从以控制流为中心向以数据流为中心进行转变。与此同时，随着半导体器件关键尺寸的缩小，空间辐照对器件的影响越来越显著。在此背景下，对高可靠和高性能星载计算机系统的研究显得尤为重要。 本论文对高可靠并行星载计算机系统的一些关键技术进行了研究。本文提出了基于多DSP和FPGA星载系统结构，并对该系统各部分进行了抗辐射加固。本文设计了基于EMIF接口和HPI接口的多个DSP之间的直接全互连，以及基于关键寄存器的子系统、控制单元之间的消息共享方式。本文采用了检错纠错码、硬件看门狗、跳转区间检测等多种方法对系统进行了加固。根据系统结构特点，提出了流水线和非流水线两种并行模式。本文提出了“2并行+1备份”的运行方式，系统运行过程中，两个DSP处于工作状态，另外一个DSP处于备份状态。当系统出现不可恢复故障时，备份DSP取代故障DSP。 本文设计实验对系统性能和可靠性进行了测试。选取2048点FFT作为测试基准程序，首先在单个子系统上运行，然后在整个系统上运行，并通过硬件和软件的方法注入故障，对系统的运行情况、故障恢复能力进行了量化评估。测试结果表明，，系统能够达到1.46的加速比，当出现不可恢复故障时，平均总恢复时间占正常运行时间的比重为49.48%。

【关键词】：
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP338.6
【目录】：

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本文编号：142417