星载环境FPGA软件在轨重加载的一种方法

FPGA在空间系统中已经广泛应用,为了满足系统可靠性和可扩展性的要求,实现FPGA软件的在轨重加载迫在眉睫。根据FPGA的加载配置原理,以Xilinx公司的Virtex-Ⅱ系列FPGA为实例,介绍了FPGA在轨重加载的硬件电路设计以及软件设计。经过实验室测试验证,该设计方法合理可行,满足星载环境下FPGA软件在轨编程及重加载的设计需求。

一体化综合信息处理载荷系统中柔性可重构技术的研究

该文针对高速空间飞行器承载能力与综合任务需求之间的矛盾,基于一体化综合信息处理载荷系统架构,提出了一种面向通信、导航、测控、目标探测与识别、飞行控制和信息支持等综合任务的在线实时柔性系统重构方法。该方法根据系统实时任务需求,利用一体化综合信息处理载荷系统架构中具备标准可编程接口的通用柔性功能模块和可重构高速信号链路矩阵,在软硬件动态耦合与多任务一体化协同算法实时调度下,快速实现各种任务功能及参数的动态重构及加载。在实现一体化综合任务协同处理的同时有效节约系统资源,并利用动态冗余备份大幅度提高了系统可靠性。

基于VxWorks的模块自动加载机制

选择具有广泛应用的VxWorks嵌入式实时操作系统,基于其模块动态加载机制,从中获取并管理模块的加载信息和依赖关系,支持用户进行设置和查询,扩展实现模块动态加载管理系统,以保证动态加载能够在系统实际运行时正常工作。在此基础上,允许用户设置模块自动加载状态,通过该系统进行管理和保存,实现系统重启后自动加载预设模块。

基于SRAM型FPGA的容错性设计

随着SRAM型FPGA在航天领域中的不断应用,空间环境下单粒子翻转(single event upsets,SEU)问题不断涌现。为了加强航天电子产品在轨的可靠性与安全性,介绍了一种基于Xilinx公司Vertix-II系列FPGA的容错性设计,该设计深入研究了动态刷新(Scrubbing)原理,利用反熔丝型FPGA作为控制器实现了对SRAM型FPGA的配置数据进行ms级的周期刷新,并对2种FPGA加入了三模冗余(triple modular redundancy,TMR)及回读比较重加载方法,设计兼顾了系统重构、冗余处理和故障恢复,效果良好。实验结果表明刷新周期仅为131.2ms,远大于空间单粒子翻转率,能有效地抑制单粒子翻转效应的影响。

一种新型数字化中频调制解调器设计

对新型调制解调器的总体设计进行了简要介绍,对比了零中频方案及数字化中频方案的优缺点。对数字化中频调制解调器设计方案需要重点解决问题进行了分析。详细论述了新设计中采用的关键技术及实现方法。对调制解调器性能进行了测试,结果表明误码率性能满足设计要求,体积及重量大幅降低,可有效满足便携站等小型化应用的需求。

基于MicroBlaze处理器的BPI Flash操作

本文主要介绍MicroBlaze在FPGA中的应用,并结合实际工程介绍如何设计MicroBlaze微处理器与BPI Flash接口以及如何提高BPI Flash的烧写速度,同时也简单介绍利用MicroBlaze微控制器实现FPGA的动态可重构。

SRAM工艺FPGA三模冗余设计故障管理与恢复

在辐射环境中应用SRAM工艺FPGA时,需要抵御配置数据SEU的影响,目前主流的抗辐射策略存在故障恢复即时性差、易发生故障累积的问题。针对该问题,文章阐述了新型的三模冗余设计与局部重加载技术组合应用的故障管理与恢复策略,并设计了应用该策略的故障管理与恢复控制器。该控制器可以对SRAM工艺FPGA内各冗余电路模块的工作状态进行监控,并对各冗余电路模块的故障进行分类管理与自动恢复。实际应用表明,该控制器故障检测与恢复的即时性很好,且具有良好的自动化特性,功能齐备,兼容性好,可在SRAM工艺FPGA抗辐射应用领域中推广使用。