[发明专利]一种应用于微纳卫星的集成化星载计算机系统

权利要求书

1.一种应用于微纳卫星的集成化星载计算机系统，其特征在于，其包括MPSOC单元及监视和配置管理单元FPGA，其中：

所述MPSOC单元集成了PS处理模块、可编程逻辑PL模块和若干接口模块；

所述PS处理模块集成有4核高性能处理器Arm Cortex-A53、双核Arm Cortex-R5、图像处理单元GPU,PL部分集成有编解码单元和数字信号处理单元，用于图像及视频流处理的硬件加速；

所述监视和配置管理单元FPGA为MPSOC的外部看门狗，监视MPSOC程序的正常运行；配置MPSOC的启动方式；接收外部命令，对MPSOC进行配置管理；与MPSOC进行通信与数据交互，获取MPSOC重要参数并进行状态监视。

2.根据权利要求1所述的一种应用于微纳卫星的集成化星载计算机系统，其特征在于：所述接口模块集成了扩展CAN总线、RS422、LVDS、USB、Ethernet、SATA、PCIE、RapidIO接口，设计4路CAN总线：平台CAN A/B作为系统总线，用来传输遥测遥控信息和时间广播，姿控CAN实现姿控敏感器姿态测量数据、工程遥测的收集和姿控执行机构控制信息的发送等；SATA和PCIE用于连接存储设备，RS422、LVDS、USB、Ethernet、RapidIO接口用来接入典型载荷。

3.根据权利要求1所述的一种应用于微纳卫星的集成化星载计算机系统，其特征在于：所述Arm Cortex-A53核运行嵌入式Linux操作系统，用于处理图像处理、目标识别、任务规划、健康管理复杂应用程序；Arm Cortex-R5用于运行星务管理、姿控计算、轨道计算、设备管理应用程序，双核运行FreeOS操作系统。

4.根据权利要求1所述的一种应用于微纳卫星的集成化星载计算机系统，其特征在于：所述监视和配置管理单元FPGA设置有对MPSOC的程序引导模块，支持通过MPSOC挂接的外部eMMC Flash、SD卡引导，或通过存储在监视和配置管理单元FPGA中的QSPI-Flash和NANDFlash中的引导文件和映像文件，分别通过QSPI接口或8位并行口MIO[25:9]实现引导。

5.根据权利要求4所述的一种应用于微纳卫星的集成化星载计算机系统，其特征在于：监视和配置管理单元FPGA设置有容错模块，由容错模块记录最后一次成功引导模式字在外部MRAM中，加电后读取该值并配置PS_MODE[0:3]；引导过程中，由容错模块实时监视PSDONE和PS_ERROR_OUT信号，由最后一次成功引导模式开始按照优先级顺序引导，直至程序成功引导。

6.根据权利要求5所述的一种应用于微纳卫星的集成化星载计算机系统，其特征在于：监视和配置管理单元FPGA通过配置PS_MODE[0:3]确定引导模式，优先级依次设置为：QSPI-Flash、Nand Flash，即并行口MIO[25:9]、eMMC Flash、SD卡。