航天作为当今世界最具挑战性和广泛带动性的高技术领域之一,是国家综合实力和大国地位的重要体现。“航天电子技术与应用前沿”丛书基于“十二五”“十三五”国家重点研发计划项目等,全面、系统反映了航天电子领域的前沿研究和关键核心技术。
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。本书弥补了市场同类书空白,堪称“业内宇航计算机领域中具有可操作性、强工程性、全方位性的指导性图书”,其出版具有一定的价值和意义。
本书融合了星载嵌入式计算机的理论基础和作者长期工作中总结的经验,在理论性和实践性方面都具有较高的指导价值。
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