论文摘要
军用嵌入式计算机是军用计算机发展的产物,它是指被安装、固定、嵌入到武器系统、战术系统、飞机、舰艇导弹、星体、宇宙飞船,仪器仪表以及某些指挥与控制系统等的加固型、标准模块化数据处理机。军用嵌入式计算机已经广泛用于兵器、雷达、火控、导弹控制等各种军事控制处理领域。它是以计算机技术为基础、可裁剪、适用于系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机。随着武器装备数字化的发展,对武器系统提出了数字化、精确化、智能化、轻量化、一体化发展的要求。为满足某一火控系统的要求,我们需要开发在一块板卡上实现某一火控系统全部要求的专用嵌入式军用计算机,使之既有通用计算机的基本配置,又具有满足特定武器系统的专用配置,为火控系统构建稳定的计算机硬件平台——嵌入式军用计算机板卡。它主要完成信号处理、接口控制、信息交换等功能,具有体积小,结构紧凑等特点。其处理能力、系统扩展、二次开发、抗振性、环境适应性、及抗干扰性等方面都具有很好的性能,能适应不同环境的使用要求,具有极高的可靠性,是其它单片机、DSP或者其他商用计算机系统不可比拟的。本课题的研究来自于本所的一科研项目。该项目要求设计并实现一块计算机主板。要求具有军用嵌入式计算机的通用特性:体积小;功耗低;工作稳定;通信可靠;易于扩展。研究范围包括板卡整体方案设计,硬件电路原理设计,硬件电路PCB设计,系统网络低层软件设计以及整机的测试。本文针对武器系统对计算机的特殊要求,对一种基于Geode处理器军用嵌入式计算机板卡设计与实现进行了较为详细的阐述。在原理设计阶段介绍了CPLD、电子盘、CAN通信等技术在军用嵌入式计算机中的具体应用。在实现阶段结合电磁场和传输线理论,重点阐述了高速数字电路的设计技术,分析了影响信号完整性和电磁干扰的主要因素,提出了一些行之有效的解决措施。通过测试,证明该军用嵌入式计算机达到了最初提出的设计要求,并在最后提出一些新的问题和改进意见。