[发明专利]一种异构多核无人机控制计算机

说明书

本发明公开了一种异构多核无人机控制计算机，包括三个CPU模块、两个MIO模块、两个图像处理模块以及电源变换模块，CPU模块通过单机内总线连接MIO和图像处理模块；CPU模块、MIO模块和图像处理模块均通过内部总线连接Flexray总线，同时通过Flexray总线外扩连接外部设备；三个CPU模块之间通过CCDL进行数据和信息交换,电源变换模块分别为CPU模块和MIO模块提供电源；本发明用异构多核以及多余度同步的计算机系统架构和模块的设计实现了高性能的无人机控制计算机集中式管理，能实现基于异构多核的综合数据处理、模拟量输入输出、数据量输入输出、串行总线的输入输出以及Flexray总线和硬线同步的同步方式的余度设计，实现飞行的自主控制，提升了无人机控制计算机的性能和可靠性。

技术领域

本发明属于一体化控制计算机领域，具体涉及一种异构多核无人机控制计算机。

背景技术

目前无人机控制计算机的性能和可靠性的要求在不断提升，现有无人机控制计算机的设计基于多余度设计思路，每个余度采用DSP+FPGA单核处理器设计，余度之间采用点对点的通讯链路完成数据通讯，这种设计方式使得控制计算机的处理性能有限，针对例如自主飞行控制等需要大数据量计算的应用，需要添加单独的高性能处理模块完成，造成整个数据流控制相对分散，不能在集中式处理平台上进行统一的数据处理，降低系统的工作效率。另外，多余度之间的同步方法单一，一旦发生不能同步的故障，将造成系统不能正常工作。

发明内容

为了解决了现有技术中存在的问题，本发明公开了一种异构多核无人机控制计算机，采用异构多核以及异构余度同步设计方案，采用基于4核PPC、异构的DSP以及硬线同步/Flexray总线异构余度的同步设计的一种无人机控制计算机，其计算性能高，同步的可靠性高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种异构多核无人机控制计算机，包括三个CPU模块、两个MIO模块、两个图像处理模块以及电源变换模块，CPU模块通过单机内总线连接MIO和图像处理模块；CPU模块、MIO模块和图像处理模块均通过内部总线连接Flexray总线，同时通过Flexray总线外扩连接外部设备；三个CPU模块之间通过CCDL进行数据和信息，交换电源变换模块分别为CPU模块和MIO模块提供电源。

CPU模块包括PPC模块和FPGA模块；FPGA模块设有RS422接口和LVDS接口，RS422接口用于和外部通信，LVDS用于内部模块通信，FPGA模块与PPC模块通过IFC总线连接，通过FPGA模块实现CCDL总线的数据接收发送控制，FPGA模块通过数据总线连接Flexray总线模块，电源变换模块为Flexray总线模块以及PPC模块提供电源。

PPC模块设有以太网接口，所述以太网接口能用于传输调试接口信号，PPC模块接有复位模块。

MIO模块包括处理器、FLASH以及SDRAM，MIO模块通过FPGA模块实现外部接口的数据转换与控制、输出通道的使能、自身的健康信息的采集处理以及FLEXARY接口时序控制，FPGA模块通过RS422驱动和LVDS驱动实现系统的所有对外接口的管理和控制。

MIO模块的包括DSP模块和FPGA模块，MIO模块的FPGA通过SPI总线和DA器件连接；MIO模块的FPGA和AD采集模块通过并行总线连接。

MIO模块设有用于地面调试用的逻辑信号接口。

CPU模块和MIO之间通过高速串行LOCALBUS总线连接，CPU模块和图像处理模块之间采用高速数据通道连接。

MIO模块处理器DSP6713，主频100MHz；CPU模块处理器采用T1040PowerPC，主频800MHz。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：