基于mpc8270之弹载控制系统及外围接口设计与实现

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1、基于MPC8270之弹载控制系统及外围接口设计与实现第一章绪论1.1研究的背景及意义在现代战争中导弹是不可缺少的进攻型武器，它已经成为战争成败的关键因素之一，因此研究高性能的导弹已成为各国追求的目标。自二战结束以来，以美苏为首的世界大国便开始军事竞争，各种进攻型导弹，远程导弹，高精度导弹不断问世，导弹已成为战争初期和战争的关键时期的主要进攻方式。同时，很多国家都在建设导弹防御系统，预防洲际导弹的袭击，导弹的竞争时时刻刻都在进行，并且越来越激烈。如今，不仅大国在进行导弹的竞争，许多小国家导弹的技术和制作工艺也日趋成熟，很多国家已经拥有中程以上的导弹，据了解，仅我国周边地区就约有10个

2、以上拥有中程以上攻击力导弹的国家[6-7]，对我国国家安全构成了严重威胁。因此，研制各种高性能的导弹，布置我国导弹攻击系统及导弹防御系统，对我国国际地位的提高和国家安全具有十分重要的意义[7]。..1.2国内的研究现状及方案的提出近年来，我国的导弹事业取得了很大的进步，导弹的种类也十分丰富，但导弹的精度和功能与发达国家相比还有很大差距。目前，我国的导弹事业正在蓬勃发展，对导弹控制系统的要求也越来越高，如今的导弹系统要能够应对恶劣的外部环境，能够具备多任务和实时控制的能力，能够满足机载作战任务和机动作战任务的要求，能够具备地对空、空对空攻击能力，同时具备中远距离拦截和近距离格斗功能[

3、4]。导弹在性能、功能方面的不断提高，最显著的特征就是弹载控制系统要处理的实时数据量急剧增加。弹载控制系统是导弹制导控制系统中的核心部件，硬件上一般多采用DSP和FPGA的方式来实现，采用中断的方式处理多任务，其优点是：软件结构设计简单，上电后系统程序可以迅速启动，并能够满足功耗小、体积小、重量轻的要求。但随着数据量和任务量的急剧增加，单一的中断方式处理多任务，将使得系统的应用软件开发越来越复杂，开发难度倍增，系统的稳定性也难以保证，开发成本大大增加，为了减少软件的设计与开发难度，保证系统的稳定性，并解决实时数据量增加的问题[4]，需要新的方案来支撑弹载控制系统的平台。在弹载控制系

4、统中，为了满足系统不断增加的数据任务的要求，并降低应用软件的开发难度，本论文中引入一种实时的操作系统，对多任务进行管理，实现任务调度，减少软件开发的难度，并保证系统的稳定性。以其高可靠性和实时性被VxPC8270是FreescalePo）。由于通信处理模块分担了外围接口的通信任务，PPC内核可以专心的处理上层的数据任务[21]。MPC8270优越的架构体系使得它在数据处理方面有很大的优势，另外它丰富的通信接口使得它更适合弹载系统，这是选择MPC8270的主要原因。G2_LE内核是PoHz，3条指令可以在一个周期内同时发送，指令可以顺序执行。G2_LE内核加强了对高速缓存的窥探功能，

5、确保数据的一致。这些特性可以确保CPM和内核之间保持一致。G2_LE具有32个64位浮点寄存器FPRs，可存储32个64位的操作数。G2_LE还具有32个32位通用寄存器，可以用于存放32个32位操作数。GPR与FPR可以实现数据相互转换[3]。G2_LE内核提供的数据高速缓存为独立的16KB，指令高速缓存为16KB并且四路相连，MMU为它们的存储管理单元。高速缓存极大的缓解了外设与CPU速率上的差异，等待周期的插入大量减少，实现了CPU与低速外设的匹配。CPU的性能得到了提高。G2_LE可以工作在非激活和激活两种状态，一个系统中可以存在多个处理器，因此MPC8270可以作为主设备

6、，也可以作为从设备，这时MPC8270内核可以工作在激活态，也可以工作在非激活态。.2.2VxPC8270是freescale的PoPC8270处理器，并且为它配置了内核小，易裁剪、并且具有数据管理能力的实时操作系统Vxworks5.5。PowerPC+Vxworks的设计完全满足当前对数据处理能力以及对外围接口的要求，并且降低了后续软件开发的难度。另外，整个系统的设计采用CPU板+IOC板的设计，CPU板和IOC板通过PCI总线连接，这样设计使整个系统更加灵活，如果有外围设备需要扩展，只需对IOC板修改即可，不必破坏整个系统，使系统的升级更加简单，降低了系统升级成本，通用性也大大

7、提高。