星上帶容錯功能的計算機引導(dǎo)系統(tǒng)的研究和實現(xiàn).pdf

1、合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一種高分辨率的微波成像雷達，星載SAR實時成像處理器的研制開發(fā)在國防軍事上有著重大意義。作為實時成像系統(tǒng)控制核心的主控計算機，其設(shè)計實現(xiàn)在整個系統(tǒng)中是至關(guān)重要的。本文論述了星載實時成像系統(tǒng)中帶容錯功能的主控計算機引導(dǎo)程序的設(shè)計實現(xiàn)。 當今各關(guān)鍵領(lǐng)域中對計算機系統(tǒng)的可靠性要求愈加嚴格，各種容錯技術(shù)被廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的硬件冗余，如三模冗余，混合三模冗余等，仍然

2、是可靠的保證方案。FPGA憑借可定制性好、功耗低、體積小等優(yōu)點，在航天航空系統(tǒng)中使用越來越廣，基于FPGA的容錯方案也日益增多。軟件容錯作為硬件容錯的輔助手段，如軟件的N模冗余，塊恢復(fù)等可以在對成本要求嚴格，時間性要求不高的應(yīng)用中采用，特別是基于軟件的EDAC內(nèi)存容錯方案在星上系統(tǒng)應(yīng)用中達到了良好的效果。 在主控計算機的硬件設(shè)計中，采用了兩個不同類型的可編程邏輯器件來保證系統(tǒng)的可靠性，反熔絲型CPLD保證系統(tǒng)加電自啟動、自檢、看

3、門狗和星地鏈路接口等功能的正確無誤，而基于SRAM的FPGA則用于搭建嵌入式系統(tǒng)的平臺。在基于Xilinx公司的FPGA試驗平臺上，實現(xiàn)了一個功能完整的引導(dǎo)程序。此引導(dǎo)程序基于MicroBlaze體系結(jié)構(gòu)，內(nèi)建了啟動測試程序，具有基本完整的中斷處理系統(tǒng)，界面良好的Command Shell以及可靠的文件傳輸手段。引導(dǎo)程序在組織結(jié)構(gòu)上清晰直觀，容易添加新的特性和功能。 為了減輕主控計算機的內(nèi)存模塊受到的SEU影響，采用了基于軟件的