一种星载波束控制计算机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及星载电子系统测控领域的一种计算机，尤其涉及一种星载波束控制计算机。
【背景技术】
[0002]随着各个国家经济建设和国防建设的日益发展，卫星的应用范围越来越广泛，如用于通信和信号转发、用于观察气象、地形地貌、全球定位与导航等。在大量应用的推动下，卫星的需求量日益增长，卫星整体性能要求不断提高，对星载自主处理能力的需求日益增强。
[0003]星载波控计算机是卫星自主控制的关键设备，其产品设计的优劣、质量的高低直接关系到了卫星的波束控制和信息处理能力。由于卫星平台所处的环境和地面及低空平台完全不同，由于空间环境(以总剂量、单粒子、内带电和表面充放电尤为突出)导致的电路可靠性设计难度骤然增加，使原本简单的功能需要大量的外围保证措施才能使设备正常工作；同时由于宇航产品大都不具备可维性，要求设备长期可靠运行，保证发生故障时有应对措施；同时空间电子设备还要求尽量减少重量、减小体积、降低热耗；同时由于空间的恶劣环境，导致能在空间环境工作的可供选择的原材料和元器件范围非常有限，即使是可选择的元器件，性能也都非常低下，需要设计师认真分析使用。因此，设计一款满足星载环境下使用的嵌入式波束控制计算机迫在眉睫。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于根据星载平台的特殊要求，设计一款适合航天领域应用的星载波束控制计算机，其可为嵌入式设计，能够适应宇宙空间的单粒子效应、总剂量效应、表面充放电等。具有体积小、重量轻、功耗低等特点，满足星载电子设备高可靠性、不可维修性、抗辐照等要求。
[0005]本发明的解决方案是:一种星载波束控制计算机，其包括处理器MCU以及均与处理器MCU电性连接的SRAM存储器、FLASH存储器、接口电路、驱动电路；其中，处理器MCU为BM3803MGRH 芯片，SRAM 存储器为 2 片 UT9Q512K32E-SWC 芯片和 I 片 B8R512K8RH 芯片，FLASH存储器为2片ACT-F512K32N-060P3Q芯片，驱动电路采用驱动器SN74ALVC16424OTGG芯片。
[0006]作为上述方案的进一步改进，BM3803MGRH芯片通过其地址线[ADDR0?ADDR27]、数据线[DATA0 ?DATA31]、片选线 SRAM_CS_0、SRAM_CS_1、R0M_CE0、R0M_CE1，经驱动器SN74ALVC164245DGG 芯片驱动后和 UT9Q512K32E-SWC 芯片、ACT-F512K32N-060P3Q 芯片、B8R512K8RH芯片的地址线、数据线、片选线相连。
[0007]作为上述方案的进一步改进，接口电路为标准RS232接口，采用MAX3232ESE芯片，BM3803MGRH 芯片通过其管脚 V2、W5 的 UART4 口、管脚 AH30、AM34 的 UARTl 口经 MAX3232ESE芯片进行电平转换，转换为标准RS232接口电平，其中UART4 口为调试端口，在调试状态下，UART4 口接收来自上位计算机的调试命令，UARTl 口为普通串口，和上位计算机进行数据传输交互；通过BM3803MGRH芯片的管脚AB2、AC1的UART3 口和卫星任务电子系统相连通讯。
[0008]作为上述方案的进一步改进，BM3803MGRH芯片的时钟延时输入的AG1、AD6管脚接IK欧姆下拉接地；把BM3803MGRH芯片的倍频倍数的G33、F28、A33、E29、K30管脚，控制进入调试模式的V4、W3管脚。
[0009]作为上述方案的进一步改进，BM3803MGRH的G35管脚接IK欧姆下拉电阻到地，I/O空间读写访问时，经过配置的等待周期后，如果BRDYN为低电平后，结束等待BM3803MGRH芯片的N3管脚接IK欧姆下拉电阻到地，总线异常指示，内部总线会收到错误响应；BM3803MGRH芯片的Ul管脚串联IK欧姆电阻接LED灯到地，当BM3803MGRH芯片进入调试模式时，Ul管脚输出高电平，驱动V2 LED灯点亮；BM3803MGRH芯片的P6管脚串联IK欧姆电阻接LED灯到3.3V电源，当处理器运行错误时，P6管脚为低电平，V3 LED灯点亮；同样BM3803MGRH芯片的AB6管脚串联IK欧姆电阻接LED灯到3.3V电源，当处理器看门狗溢出时，AB6管脚为低电平，V4 LED灯点亮。
[0010]作为上述方案的进一步改进，将BM3803MGRH芯片的管脚DSUEN、DSUBRE、PLL_M0、PLL_M1、PLL_M2、PLL_M3、PLL_BP接到拨码开关上，进行上拉、下拉的选择，当DSUEN、DSUBRE上拉时BM3803MGRH进入调试模式，处理器接收来自串口 4的命令，当DSUEN、DSUBRE下拉时BM3803MGRH进入运行模式。
[0011]作为上述方案的进一步改进，BM3803MGRH芯片的管脚PLL_M0、PLL_M1、PLL_M2、PLL_M3设置处理器MCU的倍频倍数，PLL_M[3:0]设置成〃0001〃时，M为I ;设置成〃0010〃时，M为2 ;依此类推，设置成"1111〃时；M为15，PLL在BYPASS模式即PLL_BP为〃1〃时，处理器MCU工作频率与倍频系数M无关，PLL在工作模式即PLL_BP为"O"时，处理器MCU工作频率为时钟源的输出频率乘以倍频系数M得到，此时处理器MCU的锁相环输入范围是2MHz-30MHzo
[0012]作为上述方案的进一步改进，和BM3803MGRH芯片相连的SRAM存储器用来暂存系统运行的数据，使用两片UT9Q512K32E-SWC芯片，通过BM3803MGRH芯片的片选信号H34脚RAMSN[O]、L31脚RAMSN[I]经信号驱动控制芯片选通，以及T30脚RffEN[O]、M34脚RAM0EN[0]经信号驱动对SRAM进行读写操作，以及存储EDAC校验码的8位SRAM存储器B8R512K8RH，通过BM3803MGRH片选信号K34脚RAMSN[2]控制芯片选通，以及N33脚RffEN[l]、R35脚RAM0EN[1]经信号驱动对SRAM进行读写操作。
[0013]作为上述方案的进一步改进，和BM3803MGRH芯片相连的FLASH存储器用来存储操作系统、应用程序和波控码数据，使用两片ACT-F512K32N-060P3Q芯片，通过BM3803MGRH芯片的片选信号U35脚R0MSN[0]、V30脚R0MSN[1]经信号驱动控制控制芯片选通，以及K32脚WRITEn信号、J31脚READ信号经信号驱动对存储器SRAM进行读写操作。
[0014]作为上述方案的进一步改进，BM3803MGRH芯片的调试串口，通过MAX3232ESE芯片把TTL电平转换成RS232电平，当BM3803MGRH芯片的DSUEN、DSUBRE上拉时，处理器MCU进入调试模式，通过串口电缆和上位机相连进行调试，处理器MCU接收上位计算机的调试命令。
[0015]本发明要满足宇宙空间复杂环境下的单粒子效应、总剂量效应、表面充放电、真空条件下可靠应用，整个波束控制计算机电路板需要采用以下设计技巧:选用具有抗辐射指标的宇航级器件，并对器件降额使用；进行电路的容差设计，使元器件参数在一定范围内变化，不会导致由于这种变化造成电路性能漂移而引起的产品失效；采用EDAC技术对单粒子翻转进行检错和纠错；对发热器件进行传导散热。星载波束控制计算机，可广泛应用于通信卫星、测量卫星和侦察卫星等领域。
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例提供的星载波束控制计算机的结构框图。
[0017]图2是图1中处理器MCU的电路原理图。
[0018]图2-1是图2中区域(I)的放大图。
[0019]图2-2是图2中区域⑵的放大图。
[0020]图2