基于FlexRay總線飛行控制計(jì)算機(jī)核心單元設(shè)計(jì).pdf

1、飛行控制計(jì)算機(jī)是無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)最關(guān)鍵的部件，承載飛行管理、飛行控制律解算、任務(wù)設(shè)備管理、系統(tǒng)異常檢測(cè)和故障處理等復(fù)雜任務(wù)。隨著無人機(jī)飛行任務(wù)復(fù)雜程度增加，飛行控制計(jì)算機(jī)的功能和性能陷入瓶頸狀態(tài)，突出體現(xiàn)在信息處理能力裕量降低，數(shù)字傳感器接口資源緊缺，內(nèi)部總線負(fù)載過重，總線通信效率和可靠性受限。為突破上述制約因素，本文開展了基于FlexRay總線飛行控制計(jì)算機(jī)核心單元的設(shè)計(jì)和FlexRay總線技術(shù)研究。
　　首先，介紹了國內(nèi)外分

2、布式余度飛行控制計(jì)算機(jī)、FlexRay總線技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及樣例分布式飛行控制計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，針對(duì)處理器性能和串行接口資源不足的問題，給出了中央處理單元和串行通信接口單元的總體設(shè)計(jì)方案；同時(shí)，分析了采用FlexRay總線技術(shù)替換CAN總線的可行性、Flex Ray總線的基本通信機(jī)制和實(shí)現(xiàn)方案，以解決飛行控制計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線信息傳輸能力問題。
　　其次，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，完成了以MPC8280為核心的中央處理單元、以FPGA為核心

3、的串行通信接口單元軟硬件的詳細(xì)設(shè)計(jì)與開發(fā)，提高了核心單元的處理性能和通信能力，滿足高性能無人機(jī)飛行控制的需求。再次，分析研究了樣例分布式飛行控制計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線數(shù)據(jù)流以及通信需求，制定了飛行控制計(jì)算機(jī)內(nèi)部FlexRay總線的通信協(xié)議和余度管理策略，提高了總線通信準(zhǔn)確性與可靠性，降低了總線負(fù)載。
　　最后，為驗(yàn)證核心單元和FlexRay總線的功能和性能，設(shè)計(jì)和開發(fā)了基本性能測(cè)試和系統(tǒng)集成測(cè)試的環(huán)境與方案，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了中央處理單元、串