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基于VxWorks的环控数据处理计算机软件的设计与实现

2020-12-12阅读(218)

基于VxWorks的环控数据处理计算机软件的设计与实现

论文摘要

本文以载人航天飞行器环境控制与生命保障系统的环控数据处理计算机软件开发为研究背景，研究了VxWorks操作系统在环控数据处理计算机软件中的应用。从保证该软件实时性、可靠性、准确性的角度出发，本文提出了基于VxWorks操作系统和SPARC体系结构CPU TSC695F的环控数据处理计算机软件的设计方案：根据环控数据处理计算机的约束条件和使用情况，对VxWorks操作系统进行了源码级裁剪，以减少操作系统尺寸和提高安全性，并且掌握了VxWorks操作系统的裁剪技术，还可以应用于除SPARC体系结构以外架构的VxWorks操作系统裁剪；定制开发了基于SPARC体系结构的板级支持包；完成了环控数据处理计算机软件的开发工作，并按照各个模块要实现的功能以及多任务思想进行编程实现；针对环控数据处理计算机的功能需求，进行了软件功能测试，验证了本软件整体功能的可行性，达到了设计要求。该论文的研究完成后，环控数据处理计算机软件在目前功能的基础上，增加了操作系统作为应用软件的支撑平台，应用软件可采用多种任务共同完成复杂的功能，处理大量数据。如此便可在降低系统复杂度的同时满足功能和性能的需求，满足飞行器环控数据处理计算机的任务需求。同时其具体分析、设计、验证的结果还可以为今后其它航天飞行器同类产品的设计提供参考和建议。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题背景及来源
  • 1.2 VXWORKS 系统的发展现状及前景
  • 1.3 本文研究的意义
  • 1.4 本文章节安排
  • 第二章 VXWORKS 操作系统分析与裁剪
  • 2.1 VXWORKS 操作系统的特点
  • 2.2 VXWORKS 操作系统的组成
  • 2.3 内核整体结构
  • 2.4 任务管理与调度
  • 2.5 任务间同步与通信
  • 2.6 中断管理
  • 2.7 内存管理
  • 2.7.1 VxWorks 运行时的内存布局
  • 2.7.2 内存分配算法
  • 2.8 VXWORKS 操作系统的裁剪
  • 2.8.1 操作系统裁剪需求
  • 2.8.2 操作系统裁剪方法
  • 2.8.3 操作系统裁剪成果
  • 2.9 本章小结
  • 第三章 基于 SPARC 架构的板级支持包 BSP 开发
  • 3.1 BSP 的功能与结构
  • 3.1.1 BSP 的功能
  • 3.1.2 BSP 的结构
  • 3.1.3 BSP 的启动流程
  • 3.2 BSP 的开发
  • 3.2.1 BSP 的开发方法
  • 3.2.2 BSP 的调试方法
  • 3.3 选择 BSP 模板
  • 3.4 BSP 的定制
  • 3.4.1 硬件定制需求
  • 3.4.2 根据需求进行针对性修改
  • 3.5 TSC695BSP 的具体实现
  • 3.5.1 TSC695BSP 的组成
  • 3.5.2 初始化内核及多任务环境
  • 3.5.3 系统时钟和辅助时钟配置管理
  • 3.6 本章小结
  • 第四章 环控数据处理计算机软件的设计
  • 4.1 需求分析
  • 4.2 软件总体设计及功能划分
  • 4.3 应用层软件设计
  • 4.3.1 数值计算模块
  • 4.3.2 状态分析和控制处理模块
  • 4.3.3 数据组帧模块
  • 4.3.4 通讯处理模块
  • 4.3.5 冗余管理模块
  • 4.4 底层软件设计
  • 4.4.1 信号采集模块
  • 4.4.2 控制指令发送模块
  • 4.4.3 1553B 总线通讯模块
  • 4.4.4 串口通信模块
  • 4.4.5 周期自检模块
  • 4.4.6 定时器服务处理模块
  • 4.4.7 传感器数据更新模块
  • 4.4.8 TRAP 处理模块
  • 4.4.9 与应用层软件接口函数
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 软件测试与验证
  • 5.1 测试内容
  • 5.2 静态测试
  • 5.3 单元测试
  • 5.4 软件功能测试
  • 5.4.1 信号采集、数值计算功能测试
  • 5.4.2 控制指令测试
  • 5.4.3 通信功能测试
  • 5.4.4 冗余管理测试
  • 5.5 测试结果分析
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 结束语
  • 致谢
  • 参考文献

    • 相关论文文献

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    • [3].嵌入式VxWorks系统的应用研究[J]. 中国新通信 2018(24)
    • [4].基于VxWorks的嵌入式Web服务器应用研究[J]. 工业控制计算机 2018(03)
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    • [6].基于VxWorks的环形缓冲机制的驱动设计[J]. 电子设计工程 2017(16)
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    • [10].VxWorks下串口设备驱动设计与实现[J]. 航空计算技术 2018(04)
    • [11].基于X86架构VxWorks的设备驱动和网络通信[J]. 信息通信 2018(10)
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