基于Intel386EX处理器的高可靠航天嵌入式系统的设计与研制

发布时间：2024-02-13 19:31

　　随着航天技术日新月异的发展,人类的活动领域已经扩展到太空。人类认识太空和利用外层空间的能力也发生了质的飞跃,例如可以利用外太空的微重力环境来研究和改进半导体材料、金属合金材料的生产工艺。这些探索、研究和利用需要功能强大,性能优良,高可靠的系统和设备的支持,例如,数据采集、处理、传输、控制平台等,这些系统一般都为嵌入式系统。 航天嵌入式系统和一般嵌入式系统相比,主要具有以下特点:高实时性,工作环境恶劣,高精度,长寿命。 针对航天嵌入式系统的特点,结合某返回式卫星搭载任务空间科学试验服务系统的需求,借鉴已有研究成果,本文完成了基于Intel386EX处理器的空间试验控制器嵌入式系统的设计与研制。具体研究内容如下: 本人与项目组成员一同完成了硬件设计,特别是对嵌入式系统中的关键器件选择、以提高可靠性为主的系统硬件架构等进行了分析和设计。并运用了冗余设计、系统门禁架构等理论与方法。 在进行了软件需求分析和总体设计的基础上,本人应用宏汇编语言进行了Intel386EX处理器实模式状态下的软件系统开发,并且运用TRACE32工具进行软、硬件调试。软件设计中对系统多级中断的调度策略进行设计,建立了系...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 本课题的背景、目的及意义
    1.2 国内外航天嵌入式系统的发展状况
    1.3 本课题的主要研究内容和成果
第二章 空间试验控制器嵌入式系统主要功能需求描述与分析
    2.1 空间试验服务系统结构和工作原理以及主要设备的功能
    2.2 空间试验控制器嵌入式系统主要功能需求分析
        2.2.1 空间试验控制器为科学试验载荷以及辅助设备正常工作提供的主要服务
        2.2.2 数据打包格式规定
        2.2.3 关于S 波段发射机数据下传的问题
        2.2.4 数据缓存与下传数据量估计
第三章 空间试验控制器嵌入式系统硬件设计
    3.1 硬件总体架构
    3.2 中央处理器单元的设计
        3.2.1 嵌入式处理器分类
        3.2.2 Inte1386EX 嵌入式处理器体系结构介绍
        3.2.3 Inte1386EX 嵌入式处理器其它性能与参数
        3.2.4 Inte1386EX 嵌入式处理器在航天领域的应用
        3.2.5 Inte1386EX 嵌入式处理器在本设计中应用的优势
    3.3 微处理器监控单元的设计
    3.4 存储器单元的设计
        3.4.1 程序存储器的选择
        3.4.2 SRAM 器件的选择
        3.4.3 Flash 器件的选择
    3.5 总线接口单元的设计
    3.6 电源单元的设计
    3.7 其它器件和辅助电路的设计
    3.8 空间试验控制器载荷内部硬件结构
第四章 空间试验控制器嵌入式系统软件设计
    4.1 空间试验控制器嵌入式系统软件需求分析
    4.2 控制器嵌入式软件系统的设计与实现
        4.2.1 控制器嵌入式软件系统总体框架
        4.2.2 中断优先级设置策略
        4.2.3 数据存储器 SRAM 地址分配策略
        4.2.4 NAND Flash Memory 管理策略
        4.2.5 看门狗喂狗策略
        4.2.6 控制器软件系统运行日志的建立
        4.2.7 程控/遥控指令判读处理策略
    4.3 软件开发调试环境介绍
第五章 地面测试结果
    5.1 软件测试过程及结果
        5.1.1 静态分析
        5.1.2 代码人工走查
        5.1.3 系统级功能覆盖测试
        5.1.4 边界及异常情况测试
        5.1.5 软件测试结论
    5.2 地面环境模拟试验结果和模拟飞行试验结果
第六章 总结与展望
    6.1 本课题的研究内容
    6.2 本课题的创新点
    6.3 展望
参考文献
硕士期间发表文章
致谢
附录1
附录2
附录3



本文编号：3897087