为实现卫星工程的整体优化,本文打破传统卫星与运载器独立各自设计的界限,将小卫星和小运载器上面级有机融合构成一类上面级航天器,并给出了适用于上面级航天器的可重构综合电子系统方案。该电子系统以Microblaze软核处理器为核心处理单元,采用基于CAN总线的分布式网络结构提高系统的可扩展性,并利用可重构技术实现电子系统核心处理单元的分时复用,以满足运载段和在轨段对电子系统的不同需求。实现了姿态轨道控制算法硬件化,减轻处理单元的负担,提升了系统的计算和处理能力。设计并建立了半物理实验系统,对飞行全过程、全模式进行了仿真验证。结果表明:运载段控制周期达到10ms,姿态轨道算法硬件化后运行时间约为7.5ms;相机工作期间姿态指向精度达0.035°,稳定度达0.000 68(°)/s。所设计的可重构综合电子系统完成了上面级航天器的全模式飞行任务,满足运载段强实时性、在轨段高可靠性以及高精度控制等要求。