基于龙芯1E1F航天应用平台与VxWorks系统的VxBus型驱动设计

分析了VxWorks系统中VxBus型驱动的组成和一般设计过程,对串口、时钟等VxWorks系统自带VxBus型驱动的设备进行了配置,对龙芯1E芯片的中断控制器驱动进行了分层设计,在VxWorks原有的MIPS中断控制器驱动基础上,增加了专门针对龙芯1E和龙芯1F的中断控制器驱动,并且3个中断控制器驱动通过设备配置文件相互关联,实现了中断服务程序的嵌套调用。对龙芯1F接口芯片上的智能1553B功能单独设计了一个VxBus型驱动,并通过设计驱动方法的方式向应用层提供了驱动的使用接口,屏蔽了底层硬件细节,简化了应用层的设计。实验结果表明在龙芯1E1F航天应用平台上进行VxBus型驱动设计使得软件结构更加清晰,系统移植的难度大大降低,并且简化了应用层软件设计,对航天领域基于龙芯和Vxworks系统的开发设计具有较高的参考价值。     

VxWorks系统下CAN驱动的设计与优化

为在VxWorks系统下实现龙芯3A3000主板的控制器局域网(CAN)总线通信,采用SJA1000T设计基于PCI总线的8通道CAN通信板,并提出相应的驱动设计和优化方案。对龙芯3A3000处理器的驱动进行优化,在发送数据时禁用CAN而使用查询方式发送,在接收数据时中断服务程序对所有通道进行遍历查询,以提高中断利用率,在创建设备函数时根据PCI总线信息识别每个CAN通信板,以确保系统中不同CAN通道拥有唯一的通道号。实验结果表明,该驱动方案运行稳定,数据传输安全可靠,经优化后能够有效降低CAN通信板的中断次数,提高CAN总线的通信速率,避免多板环境下故障板卡干扰正常板卡,提高了系统的健壮性。     

基于龙芯2F的CPCI-Hot-Swap技术研究与实现

介绍了基于龙芯2F的军用嵌入式计算机系统搭载PLX6254桥、LTC1646电源芯片实现CPCI总线的热插拔技术。详细阐述了P1X6254-CPCI桥的硬件接口设计、电源可靠性设计、输入和输出电路的设计以及电源的损耗问题、安全性设计、PCI驱动设计等。实现了将龙芯2F作为可热插拔的PCI从设备挂载到主系统中并能稳定运行的目的。     

基于龙芯SoC的嵌入式网络收音机设计

针对嵌入式系统在高性能电子产品中的应用需求,研究并实现一个以龙芯SoC处理器HS3210为核心的嵌入式网络收音机的设计方案。以龙芯SoC处理器HS3210为核心,介绍Linux操作系统在龙芯SoC处理器上运行的实现,及外围部分电路芯片的选择与接口设计。实验结果表明,应用该方法设计的网络收音机成本低、性能高、功能易扩展。     

龙芯不仅是填补空白

3月28日,中国科学院计算技术研究所与半导体制造商意法半导体公司(简称ST)宣布基于计算所研发的龙芯2E的IP进行芯片商业化开发合作。根据已签署的许可协议,计算所授权ST在全球制造和销售合作涉及的芯片,许可期限为5年。龙芯2E是由计算所自主研发的微处理器,目前正在向部分客户供应第一代龙芯2E的样片,该处理器具有性能高、功耗低、价格低等特点。     

基于VxWorks和DSP的PCI总线数据传输的实现

研究了基于PCI总线的DMA数据传输系统,着重描述了利用TMS320DM642 DSP芯片实现PCI总线DMA数据传输的方法。以DM642作为PCI主设备控制并启动DMA数据传输,给出了VxWorks系统中DMA主模式下的PCI设备驱动实现,相较于其它PCI总线传输方式,该方案开发成本较低,且具有良好的PCI总线数据传输性能。     

VxWorks5.5在龙芯2号处理器的移植和性能分析

通过分析VxWorks5.5启动流程,根据龙芯2号处理器的特征,提出BSP移植的基本思路,从中断管理、Cache库、地址空间的扩展、PCI库等方面给出了移植的关键解决方法,实现了VxWorks下图形模式下的PC控制台,通过为屏幕创建副本缓冲区和利用GPU的加速特性分别对PC控制台的滚屏性能进行显示优化,测试表明平均性能分别提升到约11.90倍和约166.67倍;最后从上下文切换和中断响应时间等两方面对BSP包的实时性能进行分析,试验表明基于龙芯2E的VxWorks系统可满足一般实时系统的需要,为嵌入式实时应用提供参考。     

VxWorks环境下串口驱动程序设计

针对Wind River公司的实时操作系统VxWorks,分析了系统结构及内核启动过程,并详细论述了VxWorks环境下驱动程序设计原理及步骤,同时以Intel 8250芯片串口驱动为例进行了实例分析.     

基于龙芯的DVB-S信号接收系统设计

针对卫星数字电视接收的低成本应用,提出一种基于龙芯的DVB-S卫星数字电视接收系统方案。采用龙芯2E平台的PCI总线,充分应用龙芯处理器对MPEG-2的高效解码特性,结合特定前端调谐器和后端TS流捕获芯片设计整个系统。结果表明,该系统符合DVB- S/MPEG-2标准,且结构简单、便于实现、成本低廉,对拓展龙芯处理器产业化应用有重要工程应用价值。     

基于龙芯3A平台PMON中的网卡驱动设计与实现

龙芯3A平台采用PMON作为其基本输入输出系统(BIOS),为了在PMON中实现通过网络加载操作系统镜像的功能,设计实现了PMON下的W82574网卡驱动;由于PMON采用查询代替中断,没有所谓中断处理程序;在网卡驱动设计时,对初始化、数据发送和接收两部分作出相应处理,并介绍了PMON下网卡驱动的配置编译过程;通过测试,该PMON的网络性能具有丢包率低、响应速度快的特点,并且能够支持网络加载VxWorks和Linux操作系统,最终实现了网络性能稳定、功能完善、可靠性高的基于龙芯3A平台的BIOS。     

一种高可靠的工业级星载计算机及其引导设计

传统星载计算机通常采用价格昂贵的高质量等级CPU和存储器芯片,用于保证系统的可靠性;因制造成本和研制周期等方面的限制,商业卫星计算机更倾向于采用商业现货器件(COTS),但其可靠性和安全性会随之降低;采用工业级SmartFusion2处理器芯片,提出一种低成本的星载计算机最小系统架构,并通过工业级存储器异构备份的方式,显著提高系统可靠性;在星载计算机软件设计中,应用软件会采用三模冗余的方式提高可靠性,但引导软件往往只有单份;为了避免引导软件的单节点故障效应,针对SmartFusio2星载计算机架构,提出一种基于多TMR副本的片外启动方法,此启动方法可进一步提高工业级星载计算机的可靠性和安全性,并成功用于多个型号商业卫星。     

HITSAT星载计算机系统

由于小卫星对星载计算机系统有性能高、重量轻、体积小、功耗低等许多苛刻的要求 ,使目前的技术在应用中受到了很大的限制。由于遥测数据的高速下行 ,自主操作及大规模数据的存储条件的要求 ,促使我们研制新一代的星载计算机系统。本文就星载计算机系统的硬件结构进行了简要的论述     

遥感图像星上智能处理地面仿真模拟系统设计与实现

传统卫星遥感应用模式复杂繁长,无法满足用户越来越关注的实时化遥感服务需求,为卫星配备智能化大脑,一方面可以降低数据传输带宽,另一方面可以提高数据获取的时效性,因此,星上智能处理已经成为遥感卫星发展的必然选择。但星上处理在轨调试困难,现有遥感卫星星上处理平台的地面测试系统都是卫星实验室测试时,针对不同的卫星载荷临时组建,缺乏通用性且并未形成集成化的装置,导致现有遥感图像星上智能处理的地面测试效率偏低。尤其是面对目前星上处理智能化的新需求,缺乏一套高性能、低功耗、全流程的星上处理地面仿真系统。针对遥感数据处理自动化与智能化发展的新特点,提出了一套基于FPGA与GPU相结合的遥感图像星上处理地面仿真模拟系统。该系统能够在地面模拟实现多种载荷的0到1级数据预处理,在预处理的基础上实现智能遥感影像的加速识别,其关键难点在于遥感图像智能处理算法的高计算复杂度和嵌入式计算机有限计算力之间的平衡;遥感图像处理领域的AI专用算法固化和硬件加速之间的平衡;不同卫星平台测试需求和系统架构通用性之间的平衡。本文阐述了仿真平台设计的方法,构建了基本原型并对其进行了验证。测试结果表明：该系统可以较好地完成星上智能处理典型算法地面全流程测试,所有硬件可以直接上星组装,完备度高,对优化和指导卫星地面仿真系统运行管理体系具有一定的参考价值。     

面向VxWorks的半实物仿真平台的研究和实现

针对传统半实物仿真中的一些问题，提出一种新的面向VxWorks的半实物仿真平台。设计了标准化、多接口、可扩展的仿真计算机硬件架构，解决了硬件I/O接口的多样性和扩展性问题。利用Simulink进行可视化建模，简化了模型的建立。通过Matlab的RTW工具箱自动生成面向硬件平台的基于实时操作系统VxWroks的可执行代码。自动代码生成提高了半实物仿真的开发效率，基于VxWorks的可执行代码保证了半实物仿真的实时性。对该仿真平台涉及的关键技术，如I/O接口驱动程序、针对硬件平台的VxWorks移植和代码生成以及实时模型参数修改和仿真数据采集等进行了研究和实现。     

VxWorks下现场总线CAN驱动实现与改进

由于车辆计算机集成制造系统的日益发展和控制系统的渐渐复杂化,要实现通过车内电脑终端对每个设备运行状态进行监视和控制,就需要建立上层信息网络与底层控制网络的纵向集成。集散式控制系统已变得不能满足发展的需求,而现场总线技术为解决这个问题提供了途径。文中介绍了在VxWorks下CAN驱动的实现,并通过实验对数据传输稳定性进行测试,通过采用中断-轮询方式对数据接收进行改进,提高了车辆车内控制数据传输的稳定性。     

地形跟随/地形回避实时仿真系统的设计与实现

为了验证低空突防系统中的地形跟随/地形回避关键技术,设计了一套分布式实时仿真系统。该系统由主控机、地形跟随/地形回避(TF/TA)计算机和视景演示计算机组成。TF/TA计算机采用先进的嵌入式实时操作系统VxWorks进行TF/TA飞行轨迹规划,实时地形匹配,以及模拟雷达的实时数据生成。该系统可以验证算法,模拟飞机在空中飞行的实际效果,为TF/TA系统的试飞验证提供必要准备。     

Fifth generation computers

Fifth generation computers are analogous to LEGO building blocks, with each block corresponding to a microcomputer and a group of blocks working together as a computer system. These computers will represent a unification of currently separate areas of research into parallel processing and into VLSI processors. Parallel processing based on data driven and demand driven computer organisations are under investigation in well over thirty laboratories in the United States, Japan and Europe. Basically, in data driven (e.g. data flow) computers the availability of operands triggers the execution of the operation to be performed on them; whereas in demand driven (e.g. reduction) computers the requirement for a result triggers the operation that will generate the value. VLSI processors exploit very large scale integration and the new simplified chip design methodology pioneered in US universities by Mead and Conway, allowing users to design their own chips. These novel VLSI processors are implementable by simple replicated cells and use extensive pipelining and multiprocessing to achieve a high performance. Examples range from a powerful image processing device configured from identical special-purpose chips, to a large parallel computer built from replicated general-purpose microcomputers. This paper outlines these topics contributing to fifth generation computers, and speculates on their effect on computing.     

VxWorks在某导航计算机设计中的应用

在嵌入式实时操作系统平台下进行软件设计是目前综合航天系统设计的一个重要趋势,在简述某机载导航计算机硬件设计的基础上,介绍了基于VxWorks平台的软件设计过程,并详细阐述了VxWorks设备驱动程序的设计方法.     

VxBus的A429接口驱动

Vx Bus驱动架构是在Vx Works6.2版本开始加入到Vx Works操作系统中的全新的驱动架构,Vx Bus驱动架构具有模块化并且对BSP依赖度小的特点.分析了Vx Bus驱动架构的工作方式,并基于Vx Bus设计实现了一种ARINC429接口驱动.在Vx Works操作系统中采用Vx Bus驱动架构,不仅满足了驱动高可靠性的要求,并且提高了驱动的可扩展性.