面向空间应用的片上系统集成技术研究

文章采用一种新颖方法对商用IP进行可靠性提升、完善，同时进行容错结构设计,建立了拥有自主知识产权的专用加固型标准单元库，构建了面向空间应用的SoC设计方法与流程，形成了面向空间电子系统的系统集成设计平台，用该技术实现了面向卫星等空间应用的32位嵌入式RISC处理器SoC芯片，获得了一次投片成功。     

一种基于无线传感器网络的目标跟踪调度算法*

基于无线传感器网络的IPv4/IPv6混合组网的视频监控系统的调度算法可以有效地增强视频监控的智能控制功能。在综合考虑无线传感器网络的自身特性和监控系统功能扩展清晰度要求的基础上,对原有的后来先服务调度(LCFS)算法进行改进,并设计和实现了一种简单有效的目标检测和跟踪方案,提出了清晰度最优负载平衡的调度算法(DOLB)。理论分析及实验结果表明,该算法性能明显优于原有的调度算法。     

面向卫星数据系统的SpaceWire应用模型仿真研究

针对我国未来航天应用的需要,建立了SpaceWire总线在卫星在轨数据系统应用的半物理仿真平台,对SpaceWire总线的仿真应用模型进行了设计与实现.仿真系统采用了冗余容错结构,在节点故障时,能够通过Dijkstra算法重新计算最优通信路径,对路由表进行动态重构,实现对节点故障的动态容错.另外,通过对SpaceWire总线的通信性能测试结果的分析研究指出,SpaceWire总线在卫星在轨数据系统中可以用于提高总线数据传输的带宽和实时性,然而总线系统的基础可靠性还应当由1553B总线来提供.     

基于微包协议的三模冗余容错计算机无缝重构算法

提出了一种基于微包传输协议的系统重构算法,制定了系统重构命令协议,设计了关键数据区的一致性管理算法.不需增加额外的硬件资源和系统开销,利用三机之间的数据交换通道,即可实现三模冗余容错计算机的无缝重构,保证系统在故障恢复重构时工作的连续性.同时,完善的重构命令协议使得重构软件的开发可以采用面向对象思想构成标准化的中间件,具有很强的扩展能力,为构建标准化嵌入式三模冗余容错计算机内核奠定了良好的技术基础.     

一种改进的数据通信协议设计与实现

在主机与目标机间建立与通信端口无关的命令驱动式数据通信协议,给出数据包格式及命令功能定义。该协议采用分层和模块化设计方法,支持1553B和RS-232 2种通信端口,通过扩展底层通信管理模块可实现对CAN、SPI、SPACEWIRE等总线的支持。SPARC V8存储器加载和下载软件的运行结果验证该协议的正确性,表明其能屏蔽不同通信端口之间的差异性,实现正常的数据传输。     

基于排队论的UM-BUS总线性能建模与评估

UM-BUS总线是一种具有动态容错能力和远程穿透式访问能力的高速串行总线,其性能模型对UM-BUS的综合评估和优化设计具有重要意义。针对UM-BUS总线系统,提出基于排队论的性能评估的模型,该模型定性描述了总线上不同节点之间的数据流关系、数据包到达节点的特征以及在节点处等待处理的特性;定量分析了不同数据包在总线信道传输的最大延迟、最小延迟以及平均延迟。在MATLAB平台上测试了数据包在总线上的等待时间和传输时间。实验结果可以帮助设计者快速分析总线在实际应用系统中的特性并对其进行优化配置,提高总线的使用效率。     

并行浮点加法器架构与核心算法的研究

考虑到浮点运算在图形处理中的重要作用,依据速度和面积的优化原理,文章从两个方面对FAU结构中最复杂的双精度浮点加法进行了研究。其一:在结构上采用了三条相互并行的主线,设计了一种尽可能并行处理的三级浮点流水结构,极大地提高了运算的速度,节约了芯片资源;其二:对结构中制约浮点加法速度的关键运算——尾加和移位操作进行了创新设计与实现,并就设计的先进性和高速性与传统设计进行了参数比较和综合分析。     

基于LDO限流技术的辐射闩锁防护技术

讨论了CMOS器件受辐射感生的闩锁与电气感生的闩锁的异同点，研究并提出了一种基于限流型低压降线性调整器的闩锁防护方法，给出了卫星用线性调整器电路的地面总剂量摸底试验数据及空间飞行试验验证结果和解决星载计算机的闩锁防护与恢复问题的有效方法．     

CMOS成像器件性能测试方法的研究

针对CMOS成像器件结构的特殊性,发展并提出了像元光子转移技术法测量增益和读出噪声。同时对CMOS器件的线性度、满阱电荷、暗流、不均匀性和量子效率等性能的测试方法进行了研究。最后基于2k×2kCMOS芯片进行了性能测试实验,实验结果也验证了该测试方法的可行性和可靠性。