[发明专利]一种基于双SoC架构SiP模块的四核飞控计算机

说明书

本发明公开了一种基于双SoC架构SiP模块的四核飞控计算机，本发明针对飞控计算机总体结构与功能框架上进行优化，以2片双SoC架构SiP模块替代由大量独立封装电子元器件搭建传统飞控计算机核心控制电路。本发明采用模块化设计思路，整个飞控计算机包括控制模块、时序模块、配电模块三部分，能够完成飞行器导航、制导、姿态控制计算，火工品管制机构安全和工作状态采集，开关量、电压量测量，时序控制，配电控制，总线调度，通信管理，信息存储等工作。本发明降低设计难度，缩短研发周期，提高稳定性、集成度，对促进飞控计算机集成化、模块化、通用化、轻小化、标准化、提升飞行器控制系统性能，飞行器作战性能具有重要意义。

技术领域

本发明属于航天控制领域，更具体地，涉及一种基于双SoC(系统级芯片)架构SiP(系统级封装)模块的四核飞控计算机。

背景技术

飞控计算机作为飞行器控制系统的核心，是飞行器发射与飞行控制的“指挥中枢”。

目前，国内外研制出的飞行器飞控计算机大多基于单片DSP(数字信号处理器)架构，并通过采用种类繁多的独立封装电子元器件，在印制电路板上搭建出复杂的电路系统。这种方式已经难以满足飞行器对飞控计算机处理性能、通信效率、信息存储、研发周期、稳定性、可靠性、实用性、体积、重量、功耗、成本等诸多方面的要求。近年来，航天领域已研制出部分基于双DSP架构的双核飞控计算机。该类飞控计算机应用了高性能SoC、FPGA(现场可编程门阵列)、ASIC(专用集成电路)，大容量SDRAM(同步动态随机存储器)、FLASH(闪存)等集成电路芯片，并通过RS-422/485总线、CAN总线、1553B总线等通信网络实现飞行器控制系统或电气系统检查、测试与控制。然而，此类飞控计算机仍面临吞吐能力、功能密度、集成度、实时性、模块化、通用化、轻小化等方面的挑战，这很大程度上制约了飞行器的作战性能。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于双SoC架构SiP模块的四核飞控计算机系统，其目的在于通过对飞控计算机总体结构与功能框架进行优化，并以2片双SoC架构SiP模块替代由大量独立封装电子元器件搭建的传统飞控计算机核心控制电路，设计、研制一种四核飞控计算机，由此解决现有技术中集成度、通用性和模块化不够的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于双SoC(系统级芯片)架构SiP(系统级封装)模块的四核飞控计算机，该计算机包括以下模块：

控制模块，包括一主SiP(系统级封装)子模块和一从SiP子模块，主从SiP子模块为相同器件；主SiP子模块用于飞行控制计算、对时序模块和配电模块发送控制命令、接收时序模块和配电模块的电压测量信号、回采时序模块的时序信号、与飞行器进行通信；从SiP子模块用于组合导航计算和进行在线飞行轨道规划；

时序模块，用于接收控制模块发送的时序控制指令，用以控制时序模块上的固态继电器动作；输出时序管制信号至飞行器；输出时序控制回采信号和时序输出回采信号至控制模块；

配电模块，用于为飞行器控制系统母线和火工品母线供电，实现紧急断电和火工品母线管制；接收地面测发控系统发出的转电断电控制，向地面测发控系统发送转电断电指示信号。

进一步地，所述主SiP子模块，包括第一SoC(系统级芯片)、第二SoC和第一FPGA(现场可编程门阵列)：

所述第一SoC用于：

通过第一SoC上集成的1553B总线控制器，外接1553B总线收发器和隔离变压器，搭建双通道1553B总线接口，构成整个飞行器控制系统的1553B总线通信网络，实现飞控计算机和飞行器的通信，包括将飞行控制计算结果、组合导航计算结果和进行线飞行轨道规划结果传输至飞行器；

通过第一SoC上集成的UART(通用异步收发传输器)，外接RS-422/485收发器，形成全双工RS-422总线差分通信接口，实现飞控计算机与飞行器组合导航设备进行通信；