一體化信息處理平臺總線架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、未來的信息化戰(zhàn)爭是空天地一體化的協(xié)同作戰(zhàn)。一體化信息處理平臺是空天地一體化飛行器的通用機(jī)載航空電子系統(tǒng)，需要支持硬件和軟件重構(gòu)以承載偵察、干擾、探測、通信、攻擊等多功能多任務(wù)。這對該平臺的數(shù)據(jù)處理能力等性能提出了更高的要求?？偩€系統(tǒng)的性能對航電系統(tǒng)的整體性能有著舉足輕重的影響。數(shù)據(jù)傳輸速率是航電總線最關(guān)鍵的性能指標(biāo)。一體化信息處理平臺要求總線系統(tǒng)為子系統(tǒng)內(nèi)部各模塊提供吉比特級別高速數(shù)據(jù)互聯(lián)，為子系統(tǒng)之間提供百兆比特級別高速數(shù)據(jù)互聯(lián)。此外

2、還要滿足高可靠、高實(shí)時、低成本等性能特點(diǎn)。傳統(tǒng)的航空電子系統(tǒng)所使用的成熟的ARINC429、MIL-STD-1553B、VME等總線無法滿足其性能要求。因此需要為一體化信息處理平臺設(shè)計(jì)一種新的總線系統(tǒng)。
　　論文依托教研室的無人飛行器信息系統(tǒng)一體化技術(shù)研究項(xiàng)目，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一體化信息處理平臺總線系統(tǒng)。首先根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)以及可靠、實(shí)時、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)原則制定OpenVPX和AFDX作為內(nèi)外總線的兩級復(fù)合總線架構(gòu)整體方案，其中OpenVPX作

3、為內(nèi)總線滿足一體化信息處理平臺子系統(tǒng)內(nèi)部各個模塊之間吉比特級別互聯(lián)需求，AFDX網(wǎng)絡(luò)作為外總線滿足子系統(tǒng)之間百兆比特級別互聯(lián)需求。然后分別詳細(xì)設(shè)計(jì)OpenVPX和AFDX雙冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｆ渲蠴penVPX總線拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)在已有規(guī)范的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。其創(chuàng)新點(diǎn)包括增加擴(kuò)展平面，為高速數(shù)據(jù)流水處理提供支撐；將交換管理槽位一分為二，以平衡接口數(shù)量過多和體積受限的矛盾；在功能冗余的基礎(chǔ)上增加數(shù)據(jù)通道冗余，提高可靠性。接下來實(shí)現(xiàn)總線系統(tǒng)的主要硬件模塊

4、，包括OpenVPX背板，總線系統(tǒng)主控板、VPX交換板等電路模塊。驅(qū)動程序是應(yīng)用進(jìn)程調(diào)用總線功能的接口，所以接下來在硬件電路的基礎(chǔ)上，使用分層的軟件設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)基于VxWorks操作系統(tǒng)和P2041嵌入式微處理器的總線驅(qū)動程序，包括AFDX板卡驅(qū)動和SATA控制器驅(qū)動。為了提高系統(tǒng)的實(shí)時性，這些驅(qū)動的底層數(shù)據(jù)收發(fā)使用事件觸發(fā)中斷和DMA技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
　　論文最后測試總線系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)效果。首先加載編寫的單片機(jī)初始化程序、復(fù)位配置字和系