星上带容错功能的计算机引导系统的分析和实现

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1、AbntactTolerance，EDAC(ErrorDetectionandCorrection)lV阁II震图目录图1．1星载SAR实时成像处理器结构⋯⋯⋯⋯⋯．图1．2星载SAR实时成像处理器的体系结构实现．图2．1基于FPGA的三模冗余系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9图2．2块恢复方法。图2．3Swift系统结构图。图3．1图3．2图3．3图3．4星载SAR实时成像处理器主控板⋯⋯⋯⋯⋯CPLD的内部结构EDK集成开发环境的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．FPGA内部的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图3．5MicroBlaze内部的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯图3．6引导程序的流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图3．7内存空间分配图⋯⋯⋯⋯。图3．8中断处理过程⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯14⋯⋯⋯18⋯⋯⋯19⋯⋯⋯20．．．．．．．．．22⋯．26．．．．27图4．1(a)硬件校验的分配(b)软件校验的分配⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图4．2地址空间分配图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图4．3堆栈的使用惯例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯V⋯。38．．．．．38．．．．．43表H录表目录表3．1表3．2表3．3表4．1表4．2表5．1表5．2表5．3表5．4FPGA内部地址空间分配内存测试范例⋯⋯．中断向量表⋯⋯⋯．EDAC原语⋯⋯⋯Scrubbel

3、'API．．．．．．．．．关闭Scrubber程序时测试结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯s_interval为lO分钟时测试结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．242930424553s_interval为20分钟时测试结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯53程序的大小⋯⋯⋯IX54声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。就我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。．作者签名：荐闭珠关于论文使用授权的说明El期：菇D￡5．多0中国科学院计算技术研

4、究所有权处理、保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；并可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存该论文。作者繇嗣水聊签名痞渺吼∥灿一第一争0I吉第一章引言1．1星载合成孔径雷达实时成像系统合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，SAR)是一种商分辨率的微波成像雷达，它突破了雷达物理实现上的限制，通过信号处理的方法合成出一个等效的大尺寸天线阵列，使得获得测绘地域的高分辨率图像成为可n～。[1-4】。合成孔径雷达具有全天候、远距离、不受大气传播和气候影响、穿透力强等优点，在国防、地质、自然资源勘探与监测、地形测绘、制图学、海洋研究、农

5、林生态监控、污染和灾害估计等领域都有重要应用。合成孔径雷达被安装在飞机或卫星上，雷达将微波脉冲发射向地球表面，地面目标将部分散射回波反射回雷达天线。将这些回波能量记录下来，经过处理，就能够产生出清晰的表达地表特征的雷达图像。该雷达图像是二维图像，沿雷达运动的方向被称为方位向(Azimuth)，在这个方向上的高分辨率通过提高雷达的角分辨率即利用合成孔径原理来获得；与方位向垂直的方向称为距离向(Range)，在此方向上的高分辨率依赖提高雷达的斜距向分辨率来获得。世界上技术先进的国家都在大力发展SAR技术【3】。美国在20世纪50年代就开始了SAR遥感成像技术的研究，1978年6月28

6、日美国发射了载有SAR的“海洋卫星”，入轨10天后星载SAR系统首次启用，这标志着SAR已成功地进入太空对地观测新时代，也标志着星载SAR系统由实验研究向应用研究的重大转变。进入20世纪90年代，欧洲、日本、加拿大、俄罗斯等国均发射成功SAR卫星。由于合成孔径雷达在国防军事上的重要意义，国外的先进技术很难引进，因此研制我国独立自主的SAR高分辨率实时成像系统具有非常重要的意义。近20年来，通过科研人员的努力，我国SAR技术的研究也取得了重大进展【3—51。1979年中国科学院电子学研究所成功地研制出SAR样机，并获得我国第一幅合成孔径雷达图像。在国家自然科学基金的支持下，由中科院

7、计算所、电子所、软件所、地理所在2002年联合研制成功的分辨率为l米面向地学处理的高分辨率机载SAR实时成像系统，已经达到了国内领先国际先进的水平。”星载SAR实时成像处理器关键技术研究”是中国科学院计算技术研究所承担的国家重大攻关项目【6】。该项目拟研制的SAR实时成像处理器地面样机包含星载SAR实时成像处理子系统和主控子系统两个部分，如图1．1所示．图1．2是它的一个基本实现。星I．带容铅功能的计算机0l导系统的研究和实现图1．1星载SAR实时成像处理器结构图1．2星载SAR