《星载嵌入式计算机技术与应用》朱新忠等编著 上海科学技术出版社 2023/3/1

内容简介：

本书首先介绍了星载嵌入式计算机的发展历程和基本概念, 然后重点介绍了星载嵌入式计算机的体系架构技术、处理器最小系统、总线技术、电路与元器件技术、电源与接地设计技术、高可靠FPGA设计、软件技术、抗辐加固技术及其应用, 并在最后给出星载嵌入式计算机的发展趋势与展望。

目录：

第1章 绪论 001


1．1 星载计算机概述 001


1．1．1 计算机发展史 001


1．1．2 星载计算机发展历程 007


1．1．3 体系结构的发展历程 010


1．2 星载计算机概念 011


1．2．1 功能定义 011


1．2．2 主要特点 011


1．2．3 分类与功能 014


1．2．4 基本组成 014


1．2．5 性能指标 016


1．3 本书内容安排 018


第2章 体系架构技术 019


2．1 系统架构概述 019


2．1．1 基本概念 019


2．1．2 系统架构分类 020


2．2 系统架构特征 021


2．2．1 模块化 021


2．2．2 开放式 025


2．2．3 冗余 030


2．3 典型架构应用 035


2．3．1 应用卫星 035


2．3．2 深空探测 036


2．3．3 微纳卫星 037


第3章 处理器最小系统 039


3．1 星载计算机处理器概述 039


3．1．1 国内外处理器发展情况 039


3．1．2 计算机指令集及其系列产品概述 040


3．2 1750Ａ系列处理器技术 043


3．2．1 1750Ａ体系架构发展历程 043


3．2．2 1750Ａ体系架构简介 044


3．2．3 典型的1750Ａ系列处理器 044


3．2．4 技术特征 047


3．3 ＳＰＡＲＣ系列处理器技术 049


3．3．1 ＳＰＡＲＣ体系发展历程 049


3．3．2 ＳＰＡＲＣ体系架构特点 050


3．3．3 典型的ＳＰＡＲＣ系列处理器 051


3．3．4 技术特征 053


3．4 ＰｏｗｅｒＰＣ系列处理器技术 056


3．4．1 ＰｏｗｅｒＰＣ体系发展历程 056


3．4．2 ＰｏｗｅｒＰＣ体系架构特点 057


3．4．3 典型的ＰｏｗｅｒＰＣ处理器 057


3．4．4 技术特征 058


3．5 ＡＲＭ系列处理器技术 060


3．5．1 ＡＲＭ体系发展历程 060


3．5．2 ＡＲＭ体系架构特点 060


3．5．3 典型的ＡＲＭ处理器 062


3．5．4 技术特征 066


3．6 ＭＩＰＳ系列处理器技术 068


3．6．1 ＭＩＰＳ体系架构发展历程 068


3．6．2 ＭＩＰＳ体系架构简介 069


3．6．3 典型的 ＭＩＰＳ系列处理器 069


3．6．4 技术特征 070


3．7 Ｘ86系列处理器技术 072


3．7．1 Ｘ86体系架构发展历程 072


3．7．2 Ｘ86体系架构简介 072


3．7．3 典型的Ｘ86系列处理器 073


3．7．4 技术特征 073


3．8 ＲＩＳＣ Ｖ系列处理器技术 075


3．8．1 ＲＩＳＣ Ｖ体系架构发展历程 075


3．8．2 ＲＩＳＣ Ｖ体系架构简介 076


3．8．3 典型的ＲＩＳＣ Ｖ系列处理器 077


3．8．4 技术特征 078


3．9 处理系统存储技术 080


3．9．1 非易失性程序存储器设计与应用 080


3．9．2 Ｆｌａｓｈ型数据存储器设计与应用 081


3．9．3 ＳＲＡＭ型数据存储器设计与应用 082


3．9．4 ＳＤＲＡＭ型数据存储器设计与应用 082


第4章 总线技术 084


4．1 总线概述 084


4．2 总线分类 085


4．2．1 按功能划分 085


4．2．2 按传输方式划分 086


4．3 星载计算机总线设计 086


4．3．1 1553Ｂ总线 087


4．3．2 ＣＡＮ总线 092


4．3．3 ＳｐａｃｅＷｉｒｅ总线 097


4．3．4 ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ总线 102


4．3．5 ＲａｐｉｄＩＯ总线 105


4．3．6 其他总线 109


第5章 接口电路技术 119


5．1 接口电路需求 119


5．1．1 接口电路功能需求 119


5．1．2 接口电路隔离需求 120


5．2 接口电路功能分类 120


5．2．1 供电接口 120


5．2．2 模拟量采集与发送接口 121


5．2．3 数字量采集与发送接口 121


5．2．4 驱动接口 122


5．2．5 其他高可靠接口 122


5．3 接口电路设计 123


5．3．1 供电接口 123


5．3．2 模拟量采集与发送接口 125


5．3．3 数字量采集与发送接口 130


5．3．4 驱动接口 142


5．3．5 其他高可靠接口 144


5．4 典型应用 147


第6章 电源与地设计 150


6．1 电源系统概述 150


6．1．1 能量的来源 150


6．1．2 系统的定义 151


6．1．3 系统的供电 151


6．2 系统拓扑 153


6．2．1 电源信号定义 153


6．2．2 电源转换方式 154


6．2．3 电源转换拓扑 157


6．3 电源接地技术 158


6．3．1 接地的定义 158


6．3．2 接地的作用 158


6．3．3 接地的方式 159


6．3．4 接地的要求 160


6．4 电源可靠性与安全性 163


6．4．1 可靠性设计 163


6．4．2 安全性设计 166


6．5 电磁兼容性设计技术 166


6．5．1 电磁兼容性设计 167


6．5．2 电磁兼容性试验 170


6．6 电源稳定性 173


6．6．1 浪涌抑制 173


6．6．2 纹波抑制 175


6．7 电源损耗与噪声 176


6．8 电源器件特性 177


6．8．1 开关电源 177


6．8．2 线性稳压器 179


第7章 星载计算机犉犘犌犃设计 182


7．1 星载计算机ＦＰＧＡ概述 182


7．1．1 星载计算机ＦＰＧＡ系列及体系架构 182


7．1．2 星载计算机ＦＰＧＡ器件使用流程 186


7．1．3 ＦＰＧＡ开发软件 187


7．1．4 ＦＰＧＡ开发硬件 188


7．2 星载计算机ＦＰＧＡ需求分析与选型参考 189


7．2．1 需求分析 189


7．2．2 设计预估 190


7．2．3 选型参考 191


7．3 星载计算机ＦＰＧＡ设计与实现 194


7．3．1 ＦＰＧＡ典型开发流程 194


7．3．2 ＦＰＧＡ硬件设计 196


7．3．3 ＦＰＧＡ逻辑设计 200


7．3．4 ＦＰＧＡ可靠性设计 204


7．3．5 几种常见类型的ＦＰＧＡ设计要点 206


7．3．6 ＦＰＧＡ在轨上注重构 207


7．4 星载计算机ＦＰＧＡ设计的新趋势 208


7．4．1 ＳＯＰＣ开发 208


7．4．2 ＨＬＳ开发 209


第8章 软件技术 211


8．1 星载计算机软件简介 211


8．1．1 星载计算机软件分类 211


8．1．2 星载计算机软件的发展 212


8．2 星载计算机单机软件设计 214


8．2．1 软件顶层设计 214


8．2．2 软件功能设计 217


8．2．3 软件外部接口设计 222


8．2．4 软件可靠性与安全性设计 224


8．3 星载嵌入式操作系统 228


8．3．1 操作系统简史 228


8．3．2 操作系统软件架构 230


8．3．3 操作系统可靠性设计 241


8．3．4 操作系统功能应用 249


第9章 元器件应用与抗辐射加固技术 255


9．1 元器件选用 255


9．1．1 元器件选择要求 255


9．1．2 元器件应用要求 260


9．2 抗辐射加固技术 260


9．2．1 空间辐射环境 261


9．2．2 常见辐射效应 264


9．2．3 芯片级辐射效应及加固技术 270


9．2．4 系统级抗辐射加固设计 274


9．2．5 电子系统抗辐射加固设计量化评估技术 279


第10章 发展趋势与展望 281


10．1 体系架构发展 281


10．1．1 “云 边 端协同”架构 281


10．1．2 软件定义系统架构 283


10．1．3 感存算一体化架构 286


10．1．4 新型信息系统架构 286


10．2 元器件发展 287


10．2．1 多芯并行 288


10．2．2 片上系统与系统级封装 290


10．2．3 软件定义无线电 291


10．2．4 人工智能芯片 292


10．3 软件发展 295


10．3．1 智能信息处理 295


10．3．2 智能数据管理 296


10．3．3 卫星网络安全 297


10．3．4 网络化操作系统 298


10．3．5 综合化软件系统 299


10．3．6 混合异构算力 300


10．4 应用展望 302


10．4．1 卫星组网通信 302


10．4．2 在轨图像处理 303


10．4．3 自主健康管理 305


10．4．4 量子计算机 306


10．4．5 数字计算机 ＭＢＳＥ 308


10．4．6 智能人机交互 309


10．4．7 空间防御 310


参考文献 313