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。     

VxWorks内核技术分析及航天应用实践

分析了针对SPARC(Scalable Processor ARChitecture)体系的VxWorks5．4版本的内核源代码，重点讲述了内核结构和中断管理两个部分。论述了在空间应用中使用文件系统的必要性和可行性以及VxWorks对空间应用中使用文件系统提供的支持，提出须重点研究VxWorks提供的支持FLASH存储介质的TrueFFS文件系统。最后通过把VxWorks移植到预研用的目标板上完成了航天应用的实践。     

FLOTHERM热分析软件在星载控制计算机设计中的应用

本文从阐述热设计对于星载控制计算机的重要性入手，在对热设计验证方法的比较与分析后引出了主题——电子行业热分析软件FLOTHERM，并通过具体示例介绍了使用FLOTHERM软件对星载控制计算机进行分析计算的仿真流程及工作重点。     

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。     

CPU外部存储器的滞后校验方式探讨

文章针对在使用新型商用处理器构建航天器容错计算机系统的过程中，面临着商用处理器的高速要求同存储器检错纠错的低速要求之间的矛盾，提出了一种新的存储器校验方式——滞后校验来解决这个矛盾，并尝试着把这种校验方式和具有多位纠错能力的RS(Reed-Solomon)编码结合起来完成存储器的校验，然后文章探讨了这种校验方式所带来的问题，并提出解决构想。     

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,本文的乘法器功能正确,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%。     

SPARC体系结构处理器测试方法研究与实现

处理器离线测试广泛采用随机测试技术,但是随机测试技术生成大量测试代码,并且测试覆盖率不高;主要针对随机测试的不足,借鉴基于软件内建自测试方法建立处理器模块级于系统级功能模型,后分析功能模型可能发生错误,针对错误模型开发测试代码来提高错误覆盖率;经测试,模块级测试覆盖到所有功能点,达到功能模块100%测试,系统级的测试覆盖到SPARC V8的所有指令异常、正常测试用例;测试结果表明,所采取的测试方案对提高错误覆盖率是行之有效的.     

单板双机嵌入式486容错子系统的设计

本文通过对比商用处理器和军用处理器的发展趋势，说明使用商用处理器构成航天计算机系统有巨大优势；提出使用商用处理器来构成系统时，应该尽量发挥商用处理器优势的观点；针对空间环境中单粒子翻转的故障，使用商用嵌入式处理器和FPGA设计了一个双机容错子系统，并介绍了电路实现及仿真结果。     

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。     

基于空间应用的TTE时钟同步算法研究

时间触发以太网络(time-triggered ethernet, TTE)作为新型的分布式交换网络具有强实时、高带宽、高安全性的特点,而TTE时钟同步是TTE网络实现的前提条件,本文通过分析TTE时间同步过程以及其过程中存在的噪声,建立了时钟噪声模型,并且采用kalman滤波等滤波算法得到了良好效果,最后在滤除噪声影响之后使用两种渐进时钟补偿算法进行时钟补偿,并通过仿真验证了算法的可行性。