基于多核DSP的导控一体化弹载计算机设计

发布时间：2017-07-19 14:27

  本文关键词：基于多核DSP的导控一体化弹载计算机设计

  更多相关文章： 多核DSP 导控一体化 主从模式 并行处理

【摘要】：本文提出了以多核DSP作为中央数据处理单元,FPGA作为协处理单元的导控一体化弹载计算机系统设计方案。该方案充分利用了多核处理器资源,为弹载高速实时大容量数据处理、复杂算法和数据传输的实现提供了强大的硬件支持平台。通过主从模式架构下的并行化软件设计,将系统计算任务均衡映射到各内核,以实现多任务实时并行处理。在传统的单处理器弹载计算机的基础上提出了导控一体化计算机的设计理念,论述了一体化设计的优点与发展前景,并详细说明了弹载计算机硬件和软件的主要设计思想。本设计采用多核DSP+FPGA的结构方案,在此硬件基础上提出了多种互联方案并进行了详细讨论。整体硬件设计分为4大模块,文中给出了其中主要模块的电路图,并加以文字说明。在弹载计算机的软件设计方面,除了基本的多核DSP底层驱动程序设计之外,本文还对多核DSP内部的大数据搬运方案和核间同步方案进行了详细论述,通过程序仿真和综合比较获得最优方案。将导控一体化弹载计算机的总体任务进行划分,并将子任务映射到各对应内核中,同时结合多级存储器、DMA数据搬运机制以及核间同步通信等技术,提出了基于多核的任务并行化处理软件设计总体方案。
【关键词】：多核DSP 导控一体化 主从模式 并行处理
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ765
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.1.1 课题背景10
• 1.1.2 课题研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 弹载计算机研究概况11-13
• 1.2.2 制导控制一体化13
• 1.3 论文研究内容与章节安排13-15
• 第2章 导控一体化弹载计算机体系设计15-31
• 2.1 弹载计算机特点15-16
• 2.2 弹载计算机设计流程16-19
• 2.2.1 弹载计算机功能需求分析17-18
• 2.2.2 弹载计算机性能指标18-19
• 2.3 多核DSP+FPGA主从结构方案19-20
• 2.4 处理器选型20-23
• 2.4.1 DSP选型20-22
• 2.4.2 FPGA选型22-23
• 2.5 主从处理器互连方案23-29
• 2.5.1 通过SRIO互连方案24-25
• 2.5.2 通过GPIO互连方案25-26
• 2.5.3 DDR3互连方案26-28
• 2.5.4 EMIF加双口RAM互连方案28-29
• 2.6 FPGA对外接口设计方案29-30
• 2.7 本章小结30-31
• 第3章 弹载计算机硬件设计方案31-53
• 3.1 弹载计算机整体结构31-32
• 3.2 电源模块实现32-36
• 3.2.1 供电设计32-35
• 3.2.2 多核DSP上电顺序设计35-36
• 3.3 主处理器模块设计36-47
• 3.3.1 DSP时钟电路37-38
• 3.3.2 复位管理电路38
• 3.3.3 下载调试电路38-40
• 3.3.4 程序存储器电路40-41
• 3.3.5 数据存储器电路41-45
• 3.3.6 双口RAM电路45-46
• 3.3.7 IMU模块电路46-47
• 3.4 协处理器模块设计47-48
• 3.5 输入输出模块设计48-52
• 3.5.1 开关量接口电路49-50
• 3.5.2 串行通信接口电路50-51
• 3.5.3 模拟接口电路51-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第4章 弹载计算机软件设计方案53-75
• 4.1 弹载计算机软件设计概述53-54
• 4.1.1 软件设计要求与特点53
• 4.1.2 弹载计算机工作时序53-54
• 4.1.3 弹载计算机软件架构54
• 4.2 多核DSP驱动程序设计54-59
• 4.2.1 上电boot设计54-56
• 4.2.2 系统配置初始化56-59
• 4.3 多核数据通信设计59-66
• 4.3.1 多核DSP片内存储架构59-60
• 4.3.2 基于DMA数据传输方案60-61
• 4.3.3 基于DMA数据传输方案验证61-65
• 4.3.4 主处理器数据通信方案设计65-66
• 4.4 核间同步通信方案设计66-69
• 4.4.1 同步变量监测模式67
• 4.4.2 核间中断模式67-68
• 4.4.3 核间中断测试68-69
• 4.5 多核任务并行化处理研究69-73
• 4.5.1 数据流模式69-70
• 4.5.2 主从模式70-71
• 4.5.3 内核软件功能设计71-73
• 4.6 本章小结73-75
• 总结和展望75-77
• 1 论文工作总结75-76
• 2 工作展望76-77
• 参考文献77-80
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单80-81
• 致谢81

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本文编号：563399