一種星載波束控制計算機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及星載電子系統(tǒng)測控領(lǐng)域的一種計算機，尤其涉及一種星載波束控制計算機。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著各個國家經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)的日益發(fā)展，衛(wèi)星的應(yīng)用范圍越來越廣泛，如用于通信和信號轉(zhuǎn)發(fā)、用于觀察氣象、地形地貌、全球定位與導(dǎo)航等。在大量應(yīng)用的推動下，衛(wèi)星的需求量日益增長，衛(wèi)星整體性能要求不斷提高，對星載自主處理能力的需求日益增強。
[0003]星載波控計算機是衛(wèi)星自主控制的關(guān)鍵設(shè)備，其產(chǎn)品設(shè)計的優(yōu)劣、質(zhì)量的高低直接關(guān)系到了衛(wèi)星的波束控制和信息處理能力。由于衛(wèi)星平臺所處的環(huán)境和地面及低空平臺完全不同，由于空間環(huán)境(以總劑量、單粒子、內(nèi)帶電和表面充放電尤為突出)導(dǎo)致的電路可靠性設(shè)計難度驟然增加，使原本簡單的功能需要大量的外圍保證措施才能使設(shè)備正常工作；同時由于宇航產(chǎn)品大都不具備可維性，要求設(shè)備長期可靠運行，保證發(fā)生故障時有應(yīng)對措施；同時空間電子設(shè)備還要求盡量減少重量、減小體積、降低熱耗；同時由于空間的惡劣環(huán)境，導(dǎo)致能在空間環(huán)境工作的可供選擇的原材料和元器件范圍非常有限，即使是可選擇的元器件，性能也都非常低下，需要設(shè)計師認(rèn)真分析使用。因此，設(shè)計一款滿足星載環(huán)境下使用的嵌入式波束控制計算機迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于根據(jù)星載平臺的特殊要求，設(shè)計一款適合航天領(lǐng)域應(yīng)用的星載波束控制計算機，其可為嵌入式設(shè)計，能夠適應(yīng)宇宙空間的單粒子效應(yīng)、總劑量效應(yīng)、表面充放電等。具有體積小、重量輕、功耗低等特點，滿足星載電子設(shè)備高可靠性、不可維修性、抗輻照等要求。
[0005]本發(fā)明的解決方案是:一種星載波束控制計算機，其包括處理器MCU以及均與處理器MCU電性連接的SRAM存儲器、FLASH存儲器、接口電路、驅(qū)動電路；其中，處理器MCU為BM3803MGRH 芯片，SRAM 存儲器為 2 片 UT9Q512K32E-SWC 芯片和 I 片 B8R512K8RH 芯片，F(xiàn)LASH存儲器為2片ACT-F512K32N-060P3Q芯片，驅(qū)動電路采用驅(qū)動器SN74ALVC16424OTGG芯片。
[0006]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，BM3803MGRH芯片通過其地址線[ADDR0?ADDR27]、數(shù)據(jù)線[DATA0 ?DATA31]、片選線 SRAM_CS_0、SRAM_CS_1、R0M_CE0、R0M_CE1，經(jīng)驅(qū)動器SN74ALVC164245DGG 芯片驅(qū)動后和 UT9Q512K32E-SWC 芯片、ACT-F512K32N-060P3Q 芯片、B8R512K8RH芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、片選線相連。
[0007]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，接口電路為標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，采用MAX3232ESE芯片，BM3803MGRH 芯片通過其管腳 V2、W5 的 UART4 口、管腳 AH30、AM34 的 UARTl 口經(jīng) MAX3232ESE芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)RS232接口電平，其中UART4 口為調(diào)試端口，在調(diào)試狀態(tài)下，UART4 口接收來自上位計算機的調(diào)試命令，UARTl 口為普通串口，和上位計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交互；通過BM3803MGRH芯片的管腳AB2、AC1的UART3 口和衛(wèi)星任務(wù)電子系統(tǒng)相連通訊。
[0008]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，BM3803MGRH芯片的時鐘延時輸入的AG1、AD6管腳接IK歐姆下拉接地；把BM3803MGRH芯片的倍頻倍數(shù)的G33、F28、A33、E29、K30管腳，控制進(jìn)入調(diào)試模式的V4、W3管腳。
[0009]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，BM3803MGRH的G35管腳接IK歐姆下拉電阻到地，I/O空間讀寫訪問時，經(jīng)過配置的等待周期后，如果BRDYN為低電平后，結(jié)束等待BM3803MGRH芯片的N3管腳接IK歐姆下拉電阻到地，總線異常指示，內(nèi)部總線會收到錯誤響應(yīng)；BM3803MGRH芯片的Ul管腳串聯(lián)IK歐姆電阻接LED燈到地，當(dāng)BM3803MGRH芯片進(jìn)入調(diào)試模式時，Ul管腳輸出高電平，驅(qū)動V2 LED燈點亮；BM3803MGRH芯片的P6管腳串聯(lián)IK歐姆電阻接LED燈到3.3V電源，當(dāng)處理器運行錯誤時，P6管腳為低電平，V3 LED燈點亮；同樣BM3803MGRH芯片的AB6管腳串聯(lián)IK歐姆電阻接LED燈到3.3V電源，當(dāng)處理器看門狗溢出時，AB6管腳為低電平，V4 LED燈點亮。
[0010]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將BM3803MGRH芯片的管腳DSUEN、DSUBRE、PLL_M0、PLL_M1、PLL_M2、PLL_M3、PLL_BP接到撥碼開關(guān)上，進(jìn)行上拉、下拉的選擇，當(dāng)DSUEN、DSUBRE上拉時BM3803MGRH進(jìn)入調(diào)試模式，處理器接收來自串口 4的命令，當(dāng)DSUEN、DSUBRE下拉時BM3803MGRH進(jìn)入運行模式。
[0011]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，BM3803MGRH芯片的管腳PLL_M0、PLL_M1、PLL_M2、PLL_M3設(shè)置處理器MCU的倍頻倍數(shù)，PLL_M[3:0]設(shè)置成〃0001〃時，M為I ;設(shè)置成〃0010〃時，M為2 ;依此類推，設(shè)置成"1111〃時；M為15，PLL在BYPASS模式即PLL_BP為〃1〃時，處理器MCU工作頻率與倍頻系數(shù)M無關(guān)，PLL在工作模式即PLL_BP為"O"時，處理器MCU工作頻率為時鐘源的輸出頻率乘以倍頻系數(shù)M得到，此時處理器MCU的鎖相環(huán)輸入范圍是2MHz-30MHzo
[0012]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，和BM3803MGRH芯片相連的SRAM存儲器用來暫存系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)，使用兩片UT9Q512K32E-SWC芯片，通過BM3803MGRH芯片的片選信號H34腳RAMSN[O]、L31腳RAMSN[I]經(jīng)信號驅(qū)動控制芯片選通，以及T30腳RffEN[O]、M34腳RAM0EN[0]經(jīng)信號驅(qū)動對SRAM進(jìn)行讀寫操作，以及存儲EDAC校驗碼的8位SRAM存儲器B8R512K8RH，通過BM3803MGRH片選信號K34腳RAMSN[2]控制芯片選通，以及N33腳RffEN[l]、R35腳RAM0EN[1]經(jīng)信號驅(qū)動對SRAM進(jìn)行讀寫操作。
[0013]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，和BM3803MGRH芯片相連的FLASH存儲器用來存儲操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和波控碼數(shù)據(jù)，使用兩片ACT-F512K32N-060P3Q芯片，通過BM3803MGRH芯片的片選信號U35腳R0MSN[0]、V30腳R0MSN[1]經(jīng)信號驅(qū)動控制控制芯片選通，以及K32腳WRITEn信號、J31腳READ信號經(jīng)信號驅(qū)動對存儲器SRAM進(jìn)行讀寫操作。
[0014]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，BM3803MGRH芯片的調(diào)試串口，通過MAX3232ESE芯片把TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232電平，當(dāng)BM3803MGRH芯片的DSUEN、DSUBRE上拉時，處理器MCU進(jìn)入調(diào)試模式，通過串口電纜和上位機相連進(jìn)行調(diào)試，處理器MCU接收上位計算機的調(diào)試命令。
[0015]本發(fā)明要滿足宇宙空間復(fù)雜環(huán)境下的單粒子效應(yīng)、總劑量效應(yīng)、表面充放電、真空條件下可靠應(yīng)用，整個波束控制計算機電路板需要采用以下設(shè)計技巧:選用具有抗輻射指標(biāo)的宇航級器件，并對器件降額使用；進(jìn)行電路的容差設(shè)計，使元器件參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化，不會導(dǎo)致由于這種變化造成電路性能漂移而引起的產(chǎn)品失效；采用EDAC技術(shù)對單粒子翻轉(zhuǎn)進(jìn)行檢錯和糾錯；對發(fā)熱器件進(jìn)行傳導(dǎo)散熱。星載波束控制計算機，可廣泛應(yīng)用于通信衛(wèi)星、測量衛(wèi)星和偵察衛(wèi)星等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實施例提供的星載波束控制計算機的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2是圖1中處理器MCU的電路原理圖。
[0018]圖2-1是圖2中區(qū)域(I)的放大圖。
[0019]圖2-2是圖2中區(qū)域⑵的放大圖。
[0020]圖2