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航天控制仪器的现代化,必须建立在自主知识产权的基础之上,经过近五十年的发展,中国航天科技在设计、制造、原材料、试验等领域完全掌握了核心技术。但是应该清醒认识到,在电子基础设计平台的国产化、集成化和数字化方面水平较弱,从而制约了控制系统小型化、通用化、集成化的水平。因此,要适应未来发展的需求,就必须采取有效防范措施,即在核心技术上一定要实现自主化、通用化。SoC作为当前电子技术发展方向,是我们跟踪和赶超先进电子技术的新的起点和机遇,对于设计和制造的自主性、灵活性、集成性、通用性等都具有很好的适应能力,正适合我们的需求。
正是在上述需求背景下,开展了基于SoC技术的计算机系统的研究工作,本文讲述了SoC技术在航天控制系统的研究与应用,从航天控制领域的通用化、集成化、智能化角度出发,采用自顶向下的SoC设计流程,将SoC技术应用于航天控制系统的核心仪器——弹载计算机上,全面考虑控制系统的工作流程,利用现有资源,通过对LEON2处理器的研究及应用,集中精力自主开发航天专用IP核,实现了弹载计算机的高集成化设计。
论文主要内容:详细介绍了作者承担的三个航天专用IP核的研究、设计工作。对比弹载计算机传统的IC电路,利用VHDL语言,完成了遥测电路IP核、速率陀螺接口IP核和脉冲计数接口IP核的原理设计。通过ACTIVE软件,对设计进行了全面、详细的仿真,保证了三个IP核原理正确的同时,优化了设计。将IP核集成在SoC后,在FPGA上成功验证了这三个IP设计。
航天科技中SoC技术的成功应用,是对航天控制仪器关键技术的自主化、集成化水平进行系统的考核,为设计具有自主知识产权的片上控制系统探索出一条合理可行的解决途径。