基于符号补偿的RISC-V处理器乘法器优化

针对高性能RISC-V处理器乘法运算延迟过长的问题,改进了基本乘法器中的基4-Booth编码以及Wallace树型结构,提出了基于符号补偿的基4-Booth编码以及交替使用3-2压缩器和4-2压缩器的Wallace树型结构;基于符号补偿的基4-Booth编码减少了部分积的数量,降低了符号位进位翻转带来的功耗;改进的Wallace树型结构减少了部分积累加所花费的时钟周期,缩短了乘法器的关键路径,降低了乘法指令的执行延迟;利用VCS仿真验证了改进的乘法器功能正确性,通过板级测试评估了其性能;结果表明,文章的乘法器功能正确,相较于PicoRV32,执行整型乘法指令所花费的时钟周期缩短了88.2%。Dhrystone分数提高了71.7%,功耗降低了4.9%。

星载计算机抗辐射加固技术

为掌握星载计算机系统级抗辐射加固技术 ,针对星载计算机的抗辐射薄弱环节 ,研究抗辐射加固措施 ,完成了 386ex三机变结构原理样机。重点研究了抗单粒子效应多机容错技术和存储器校验技术 ,抗总剂量效应屏蔽材料和屏蔽工艺。最后研究了实时多任务操作系统及其抗辐射问题。

星载计算机抗辐射加固技术研究

"星载计算机抗辐射加固技术"目标是掌握星载计算机系统级抗辐射加固技术。课题通过单粒子效应试验和,总剂量效应试验对386ex的抗辐射能力进行了重点评估,针对星载计算机的抗辐射薄弱环节,研究抗辐射加固措施,完成了 386ex三机变结构和486单板双机两种抗辐射原理样机。在抗单粒子效应方面重点研究了多机容错技术和存储器校验技术;在抗总剂量效应方面重点研究了屏蔽材料和屏蔽工艺实现,实践中用钨实现了电子元器件的局部屏蔽。软件方面重点研究了实时多任务操作系统及其抗辐射问题。

386EX CPU抗辐射能力研究

文章以《实践五号》和《海洋一号》卫星上天成功运行为背景,揭示科技人员地面试验的情况。一方面交流386EX CPU单粒子效应和总剂量试验方法,另一方面通过对试验数据的计算分析,得出386EX计算机抗辐射能力研究结果,为卫星设计人员提供参考。文章提供的抗辐射数据,为386EX成为小卫星公用平台计算机奠定了基础。

三机变结构RISC星载控制器

三机变结构RISC星载控制器是为满足当前和今后我国应用卫星发展对星载计算机越来越高的要求而专门设计的高性能、高可靠、长寿命32位星载计算机。设计中应用三机变结构容错、基于EDA技术的计算机硬件设计、应用实时多任务操作系统的多机容错软件设计和电路设计的小型化等先进技术，设计兼顾了先进性、可靠性、灵活性，并充分考虑了系统的可扩展性和可裁减性。采用三机变结构容错体系，三机既可以工作在三机热备份模式，又可工作在两热一冷或一热两冷模式，遥控命令或系统管理软件可以自主控制计算机自由地在三种组态间切换，充分利用了热备份系统适用于实时性要求高的场合，而冷备份系统适用于长期工作系统的特点，还可以向下裁减成双机或单机系统。采用基于EDA技术的硬件设计技术，保证了设计的正确性，缩短了研制周期，降低了研制成本。软件系统采用实时多任务操作系统(RTOS)，用C语言和；r-编语言进行程序设计，短时间内开发出具有多机同步、数据交换和比对、多任务和多级中断管理等一系列功能的三机容错管理软件。电路设计的小型化完成了高度集成化的硬件实现，用现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC)实现了过去由很多中小规模器件和分离器件实现的电路功能．整机体积和重量大大减小。该项研究成果通过了鉴定级环境试验，已经应用于我国多种应用卫星，具有很高的经济效益和社会效益。

航天电子抗辐射研究综述

辐射是影响航天电子设备高可靠长寿命运行的重要因素,是当前航天电子技术的研究重点。首先介绍了造成各种辐射效应的空间辐射环境,以及总剂量、单粒子、位移损伤和航天器带电等辐射效应的内在物理原理;然后,综述了当前最新的抗辐射措施、辐射试验方法、抗辐射加固保障等技术,最后指出抗辐射研究的方向。

一种SRAM型FPGA抗软错误物理设计方法

针对SRAM(Static Random Access Memory)型FPGA单粒子翻转引起软错误的问题,该文分析了单粒子单位翻转和多位翻转对布线资源的影响,提出了可以减缓软错误的物理设计方法。通过引入布线资源错误发生概率评价布线资源的软错误,并与故障传播概率结合计算系统失效率,驱动布局布线过程。实验结果表明,该方法在不增加额外资源的情况下,可以降低系统软错误率约18%,还可以有效减缓多位翻转对系统的影响。

SoC验证方法学研究与应用

SoC系统功能日益复杂,规模也日益庞大,SoC验证面临着前所未有的挑战.对SoC验证方法学进行了研究和总结,包括验证流程、验证层次和验证技术.通过对基于DW8051的SoC的验证实践,证明了这套验证方法学的可行性和有效性.

基于多种并发机制的卫星电子设备地面测试软件设计方法

在卫星电子设备测试系统中,地面测试软件不仅要访问测试系统硬件,而且需要与用户直接交互,并完成测试数据的存储和管理,并发处理能力是测试系统可靠和正确的关键,传统软件设计采用的串行策略无法适应卫星地面测试软件中的并发处理需求.为解决上述问题,提出多线程、消息机制、共享缓冲区、P-V操作4种并发机制相结合进行程序设计的方法.实际应用表明采用这种基于多种并发机制的程序设计方法能可靠实现卫星地面测试软件,有效解决了软件开发中的并行性问题.

嵌入式操作系统RTEMS内核的初步分析

在分析RTEMS内核的基础上,介绍嵌入式系统RTEMS内核的基本概念、基本组成结构、关键的数据结构、实时设计思想。文中还提出RTEMS对一些关键问题的处理方法。

SoC技术在空间应用中的需求分析

在研究国外NASA和ESA的SoC应用及发展情况基础上,结合卫星电子系统组成、SoC在空间应用的技术优势以及当前卫星电子系统小型化对SoC技术的迫切需求,阐明空间应用SoC技术的发展需求,提出SoC空间应用的技术方案。

一种存储器容错设计方法

空间辐射环境常导致存储器发生单粒子翻转,设计了一种基于Hsiao编码的EDAC电路,并通过编解码电路复用的策略来进一步减小电路面积,该电路与目前广泛应用的扩展Hamming码电路相比,面积减少了近50%,速度提高了近20%,并采用了一种新颖的方法来实现单错自动回写功能,可有效解决CPU中断行为.通过增加控制寄存器的三模冗余(TMR)设计来保证存储器操作的正确性,仿真验证了该设计的有效性和优越性.

多级容错实时遥测定姿系统

介绍了风云二号卫星指令与数据获取站（ＣＤＡＳ）实时遥测定姿系统，该系统是一个采用多级容错、多处理器并发运行体系结构，统一实现包括精太阳脉冲解调在内的模拟遥测信号实时处理、卫星姿态实时确定、编码遥测信号解调和数据实时处理、卫星星－地回路仿真测试及系统大容量数据、图形、字符实时处理、通信、记录等多功能、长寿命、高可靠实时遥测定姿系统。

深空探测空间飞行器嵌入式操作系统研究与设计

分析嵌入式实时操作系统在国内外深空探测领域的研究与应用现状，提出面向深空探测空间飞行器应用特点的具有多任务管理、内存管理、文件系统、容错和故障管理等功能的高可靠、高性能的嵌入式实时操作系统的研究与设计方案，并展望其在未来网络化及分布式安全深空探测空间飞行器中的发展前景。

星载设备测试计算机软件的设计与实现

给出我国在研的某型星载设备测试计算机软件的设计思想和方法,重点阐述以分层的思想进行软件总体设计以及各层的具体实现过程,并探讨关于测试数据的存储、MSComm控件的实时通信能力和实时数据的动态显示问题。实用结果表明设计方案有效。

深空探测中的综合电子技术研究

文章分析了深空探测中综合电子技术研究的重要性和必要性；总结了目前国内外相关领域的研究现状，指出了国内外存在的差距；探讨了综合电子技术实现过程中需要解决的技术问题；最后介绍了我国首个月面巡视探测器综合电子的设计情况，并对其中的技术难点和技术创新点进行了阐述。

星载计算机软件测试平台的设计与实现

为保证星载计算机在恶劣的空间环境中仍有极高的可靠性，星上软件大量采用容错设计，软件的结构也日趋复杂，必须通过大量、全面的测试才能不断地发现软件设计中隐藏的缺陷，并完善设计。本文根据星栽计算机软件测试的特点和要求，从构建一个星栽计算机软件测试平台入手，考虑到该平台的硬件设计实现、可测试性设计、各种测试接口及仪器仪表的应用等因素。完成了一个高效适用的测试平台。

单板双机嵌入式486容错子系统的设计

针对空间辐射环境中比较容易发生的单粒子翻转事件 ,提出一种低成本的商用器件解决方案———单板双机嵌入式容错子系统。该子系统把两个相对独立的嵌入式 4 86单机通过现场可编程门阵列 (FPGA)耦合起来 ,双机通信和数据比对都通过FPGA来完成 ,同时通过数据比对发现和消除单粒子翻转 (SEU)所引起的错误。由于系统中应用了较多超大规模集成电路 ,系统非常紧凑 。

基于ZigBee的星内无线通信网络研究与设计

为研究星内网络从有线线缆到无线网络的可行性,分析星内无线通信的需求,针对卫星通信特点设计并实现了一个典型的星型ZigBee无线通信网络,对星内无线通信协议和传输性能进行了测试.实验结果表明所设计的无线通信网络能够满足星内无线通信对于低数据率、近距离的敏感器和部分执行机构的组网需求,并且网络性能稳定.

星载计算机软件自动化测试平台研究

自动化测试可提高测试效率和测试的准确性,尤其对于大规模软件的增量测试和回归测试。自动软件测试则作为一个重要的控制机制,确保软件每次重构的准确性与稳定性。文章的主要工作是通过实践构建了适用于星载计算机软件的自动化测试平台,实际应用表明该平台提高了软件的测试效率,降低了测试成本。