空間任務(wù)中的重組計(jì)算和軟件無(wú)線電(存儲(chǔ)版)
【正文】 支持與后勤等大量的開(kāi)銷(xiāo)。寬帶多媒體衛(wèi)星有效載荷采用的星上解調(diào)處理方案，用軟件無(wú)線電實(shí)現(xiàn)了再生轉(zhuǎn)發(fā)有效載荷的結(jié)構(gòu)和功能，因而軟件無(wú)線電可以實(shí)現(xiàn)星載的再生有效載荷。③有限容量的板級(jí)存儲(chǔ)器限制了能存儲(chǔ)的配置文件數(shù)量，存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器（EEPROM、FLASH）中的配置文件也敏感于輻照可能引起的錯(cuò)誤。②發(fā)展能甄別FPGA中的永久性損壞的技術(shù)，最可行的就是加載一個(gè)專(zhuān)門(mén)的診斷配置裝置。但是典型的FPGA的面積只有1%是有用邏輯，90%的芯片面積被連線和配置存儲(chǔ)器占用，嚴(yán)重地降低了使用效率，因而也就增加了面積和費(fèi)用。靜態(tài)配置文件需要長(zhǎng)的配置設(shè)計(jì)時(shí)間和編譯時(shí)間，不能實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)算法重構(gòu)。⑥運(yùn)算器、浮點(diǎn)流水線，配置性能差，嚴(yán)重降低了運(yùn)算速度。③安全策略和機(jī)制要專(zhuān)門(mén)研究。使軟件無(wú)線電擴(kuò)大成為快捷、多模式和可重組的通信系統(tǒng)，并能工作在寬頻帶和不同的通信協(xié)議上。自檢和自愈合是可能的，也減少了零件的輻射難度需求。這種電路的切換是在1個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)利用應(yīng)用程序通過(guò)操作系統(tǒng)(OS)的應(yīng)用程序接口（API）完成的。另一個(gè)問(wèn)題是動(dòng)態(tài)重組計(jì)算。也不需要操作系統(tǒng)。⑸衛(wèi)星自主導(dǎo)航系統(tǒng)利用重組計(jì)算技術(shù)對(duì)衛(wèi)星位置的測(cè)量數(shù)據(jù)和軌道決定算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行星載實(shí)時(shí)處理以及衛(wèi)星在空間能自主導(dǎo)航的各項(xiàng)技術(shù)。②可重組算法邏輯體系結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了一種不含任何算法的“白裸片”設(shè)計(jì)。④在算法上，自然界無(wú)序的多值算法現(xiàn)象的處理仍是一個(gè)很大的難題，尤其是算法在計(jì)算問(wèn)題中信息元素的多樣性、計(jì)算問(wèn)題的復(fù)雜性，表現(xiàn)出計(jì)算行為和操作的無(wú)序和多值化傾向，表現(xiàn)出有限狀態(tài)計(jì)算機(jī)存在著算法在空間和時(shí)間的復(fù)雜性。③FPGA的配置分為靜態(tài)配置和動(dòng)態(tài)配置。其中最主要的是：①可重構(gòu)體系結(jié)構(gòu)可以按體系結(jié)構(gòu)顆粒度分類(lèi)，按門(mén)級(jí)編程的FPGA最大，CPLD次之，DSP和超大規(guī)模CPU再次之，有馮諾依曼機(jī)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算邏輯單元的微處理器最小。④對(duì)于深空任務(wù)需要專(zhuān)門(mén)的糾錯(cuò)措施。 ⑴問(wèn)題①空間粒子輻照引起存儲(chǔ)器中用以保持FPGA的編程信息的軟件錯(cuò)誤，長(zhǎng)時(shí)間的離子輻照還會(huì)引起電路的硬傷，單粒子事件翻轉(zhuǎn)對(duì)FPGA編程數(shù)據(jù)和片上用戶(hù)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)均有影響，形成FPGA在空間的操作和配置問(wèn)題。在系統(tǒng)軟件版本升級(jí)中也有較高的可靠性。該軟件使NASA 能系統(tǒng)級(jí)地多次按需求實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)改變應(yīng)用配置，而不必重啟系統(tǒng)。這個(gè)高復(fù)雜度的計(jì)算機(jī)對(duì)于智能型衛(wèi)星的實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)星載處理是一個(gè)有效的和有效率的平臺(tái)。基于重組計(jì)算上的高性能的衛(wèi)星計(jì)算使衛(wèi)星設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)便，衛(wèi)星性能更好，成本降低和更靈活。需要建立在硬件和軟件之間的配置件用來(lái)重組和控制硬件使物理和環(huán)境費(fèi)用也能跨任務(wù)共享。這些都需要天基設(shè)備增強(qiáng)星上處理和存儲(chǔ)能力以及星間信息交換能力，需要地面設(shè)備除具備天地互連、互通、互操作的相應(yīng)處理外，還能應(yīng)對(duì)地面系統(tǒng)的模型化挑戰(zhàn)以降低資源配置量、能耗和成本。這項(xiàng)新技術(shù)克服了傳統(tǒng)的基于硬件和軟件研制方式的局限性，對(duì)于降低投資風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)原有投資長(zhǎng)期有效等方面開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)全新的系統(tǒng)研制方法。80年代末期，在美國(guó)國(guó)家安全局的贊助下，美國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用中心(NCSA)開(kāi)發(fā)出一種叫做斯波萊斯的重組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)用于基因鏈的識(shí)別，其速度超過(guò)通用型超級(jí)計(jì)算機(jī)的200倍。目前在手機(jī)和無(wú)線基站中都廣泛采用了軟件無(wú)線電技術(shù)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信器件也用軟件無(wú)線電來(lái)實(shí)現(xiàn)物理層和鏈路層功能，以達(dá)到空氣層介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)光纖層介質(zhì)間的無(wú)縫接口。二者若按應(yīng)用需求比較，DSP具有大的應(yīng)用靈活性和低的應(yīng)用目標(biāo)性能，ASIC具有高的應(yīng)用目標(biāo)性能和差的應(yīng)用靈活性。重組計(jì)算的概念早就提出，直到近年來(lái)，F(xiàn)PGA器件性能和規(guī)模的提升，特別是軟件工具的改善，IP核庫(kù)的支持以及軟件無(wú)線電的快速發(fā)展，使之在軍事和空間應(yīng)用中作為一種設(shè)計(jì)方法而越來(lái)越重要?？删幊涕T(mén)陣列FPGA/PLD器件是可重構(gòu)體系結(jié)構(gòu)的代表，可重構(gòu)體系結(jié)構(gòu)通常包含
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1