基于多级片上总线的并行图像处理系统设计*

采用基于平台级FPGA的SOC设计方法, 设计了一种基于多级PLB总线的可扩展并行图像处理系统。系统采用总线桥并行扩展处理单元来增加系统处理性能和扩展存储访问带宽;通过数据分发模块实现图像数据输入与处理流水线操作。时序功能仿真与硬件实现表明,该设计能灵活高效地实现系统结构的并行扩展,显著提高了系统并行处理性能。     

嵌入式高可靠星务管理软件设计与验证

针对某型号小卫星在空间飞行可能面临的硬件和软件故障,设计星载计算机星务管理软件,分析其可靠性。该星载计算机采用双机冗余设计,使用双机通信保持主备份机切换时的系统运行状态,通过软件可靠性技术实现空间环境下部分硬件暂态错误的容错。空间飞行测试结果证明该星务管理软件安全可靠,使卫星完成了预定的任务。     

基于检测与跟踪相互迭代的极暗弱目标搜索算法

针对极低信噪比（LSNR）情况下暗弱运动目标和背景噪声的强度难以区分的问题,提出了一种基于检测与跟踪相互迭代的极暗弱目标搜索算法,总体上采用将时域检测与空域跟踪的过程联合、迭代进行的新型策略。首先,在检测过程中计算检测窗口内信号片段与已经提取的背景估计特征的差别;然后,在跟踪过程中运用动态规划算法保留使得轨迹能量累积最大的轨迹;最后,自适应地调整下一检测过程中被保留轨迹的检测器阈值参数,使该轨迹内的像素能以更宽容的策略被保留到下一检测跟踪阶段。实验测试结果表明,所提算法可以在1%~2%的虚警率和约70%的检测率下探测到低至0 dB的暗弱运动目标。可见该算法可有效改善对LSNR暗弱目标的检测能力。     

混杂系统优化控制的动态规划方法研究

研究了末态自由、时间一定的混杂系统的最优控制问题. 提出了基于可达网络的混杂系统优化控制的动态规划方法. 这种方法能够给出问题的全局最优解, 并有效地降低系统的计算量.     

星载GPS接收机的可见星预测方法

GPS接收机在低轨卫星上有广泛的应用。事先预测可见GPS卫星有助于接收机快速捕获。地面接收机直接取仰角大于的GPS卫星为可见卫星,这一判决方法不适用于星载GPS接收机。根据GPS卫星天线覆盖范围,提出了一种对轨道高度分段讨论的基于仰角的可见卫星判决方法。通过MATLAB和STK仿真得到这一方法的平均预测正确率和召回率都大于93%。因此,这种方法适用于不同低轨轨道高度、不同航天任务的星载GPS接收机。     

可重配置的嵌入式CAN总线系统的设计与实现

在基于 CAN 总线的嵌入式系统中,采用 ARM7TDMI 内核的 16/32 位 RISC MCU 是独立的地址和数据总线,而 CAN 总线控制器是利用地址锁存信号 ALE 来复用数据地址总线。为了实现MCU 与 CAN 总线的透明连接,提出利用可重配置技术,在一块 FPGA 上实现 MCU 与 CAN 控制器之间总线的转换。软件仿真和实际应用表明,可重配置模块能够很好地满足时序要求,真正实现了透明的无缝传输。     

嵌入式并行系统中基于任务优化的调度算法

在嵌入式并行计算系统中,任务调度是决定系统性能的关键。多任务调度中,启发式调度法是一种设计简单且性能良好的调度方法。目前的调度算法大多是基于任务复制的,没有充分考虑前驱任务与其后继任务间的相关性。该文提出了一种基于相关任务优化(DTO)的调度算法,通过分析已用处理机的负载和空闲时间,尽量减少系统的调度长度和处理机数目。算法分析结果表明,DTO算法在性能上优于其他算法,对嵌入式并行计算系统中的多任务调度是一个较好的选择。     

基于多速率DA的根升余弦滤波器的FPGA实现

根升余弦滤波器的传统实现结构占用的FPGA逻辑资源较多,针对一个特定的多速率系统的实现,首先采用多速率处理技术,较少计算量,针对多速率系统中的48阶根升余弦滤波器,采用分布式算法,并结合流水线技术,提出了基于FPGA的实现方案.与传统结构实现的滤波器相比达到了提高资源利用率、提高系统工作频率以及提高计算速度的目的.和Quartus Ⅱ中IP core实现的滤波器相比,最大工作频率低但占用资源少.     

应用SpaceWire网络的智能处理通用平台设计

针对大规模星座的智能处理通用平台高速数据交互的需求,设计应用SpaceWire网络实现外部载荷设备、智能处理通用平台及内部各模块间的互联互通;采用标准物理接口、SpaceWire路由逻辑寻址方式、标准CCSDS协议和RMAP协议,使得用户未知网络连接细节即可实现即插即用;当冷备份的模块故障时可以通过切机操作对系统重构,设计SpaceWire网络自主寻址机制重新规划传输路径;同时对SpaceWire网络应用设计进行硬件防静电、软件状态监测等可靠性设计;与无网络连接的同类型系统进行比较,该设计优势明显,接口种类少、协议标准、支持应用重构且支持系统扩展;设计测试用例对数据传输速率、切机后自主寻址以及应用重构等功能进行验证,测试结果表明功能都满足要求;该设计在大规模卫星设计中具有很好的应用前景.