小衛(wèi)星星務(wù)管理硬件平臺軟件仿真的研究.pdf

1、軟件仿真可以在宿主計算機(jī)上模擬目標(biāo)計算機(jī)的運行,是一項應(yīng)用廣泛的技術(shù),從新處理器和新體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計與驗證到系統(tǒng)軟件的開發(fā)與測試都有許多實例.在航天領(lǐng)域,仿真系統(tǒng)的使用更是一項不可或缺的技術(shù),它為航天器的地面驗證提供了條件,是航天工程項目質(zhì)量的保證.當(dāng)前小衛(wèi)星系統(tǒng)的仿真多集中于姿態(tài)控制系統(tǒng),對同樣十分重要的星務(wù)管理系統(tǒng)的仿真研究還很少,這制約了星務(wù)管理系統(tǒng)的研發(fā)和測試."試驗"系列小衛(wèi)星星務(wù)管理系統(tǒng)的仿真研究是本課題的背景,通過建立面向小

2、衛(wèi)星星務(wù)管理硬件平臺的軟件仿真環(huán)境,可以有效解決小衛(wèi)星星務(wù)管理系統(tǒng)的測試問題,并可對星務(wù)管理系統(tǒng)的研發(fā)起到加快和保障作用.本文詳細(xì)闡述了小衛(wèi)星星務(wù)管理硬件平臺SSH中的主要組成部分:ARM微處理器體系結(jié)構(gòu)和AT91FR4081開發(fā)板.討論了軟件仿真的模型和方法,進(jìn)行了軟件仿真的形式化定義,從指令仿真平均消耗時間上對不同軟件仿真方法進(jìn)行了比較.根據(jù)軟件仿真模型,對SSH軟件仿真系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計.對原型系統(tǒng)GDB/ARMulator進(jìn)行了

3、剖析,并在剖析的基礎(chǔ)上進(jìn)行了存儲器仿真的設(shè)計和外部設(shè)備仿真的設(shè)計,擴(kuò)充了原型系統(tǒng)的功能.通過二次開發(fā)建立了小衛(wèi)星星務(wù)管理硬件平臺軟件仿真系統(tǒng),該軟件仿真系統(tǒng)包括了處理器核的仿真、存儲器的仿真和關(guān)鍵外部設(shè)備的仿真,文中詳細(xì)敘述了后者的實現(xiàn)過程.最后,實現(xiàn)了下一代"試驗"小衛(wèi)星上采用的操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ向該軟件仿真系統(tǒng)的移植,該移植的實現(xiàn)使軟件仿真系統(tǒng)進(jìn)一步接近星務(wù)管理系統(tǒng)實際情況,μC/OS-Ⅱ的運行也起到了對軟件仿真系統(tǒng)進(jìn)行功能驗證