一种面向任务优化的多核心星务管理系统设计

兰盛昌，王 松，徐国栋

(1.哈尔滨工业大学 卫星技术研究所，150001 哈尔滨，lansc1015@gmail.com;2.中国空间技术研究院，100964 北京)

随着空间任务的深入，小卫星对控制精度要求越来越高，要求控制周期越来越短;然而由于小卫星在轨运行时，需要处理的数据多、任务复杂，加之中断的频繁发生，使得缩短传统单处理器系统控制周期受到较大限制，性能难以大幅度提高［1-2］.

为了解决上述问题，科学界进行了大量的工作:一方面可以通过系统功能分解，利用硬件模块的增加来提升系统的性能，在微处理器、微电子设计理论的支撑下，以SoC 设计为基础，信息处理为核心开展研究［3］;一方面在软件优化上着手.不过这两种方法中，前者势必带来整个卫星体积、质量的增加，这对小卫星的设计增加了风险和难度.而后者的优化空间是有限的，很大程度上难以实现优化的目标.

随着超大规模集成电路设计技术的不断发展，多核计算机技术对小卫星星载电子系统的性能提升提供了新的思路.商用领域中，以Intel 的Core 和以ARM 公司的ARM11 为代表的多核处理器在单个芯片中集成了多个处理器核，在不增加硬件开销和系统频率的前提下极大提升了计算机的处理能力［4-6］.因此，利用这种多核心处理器技术，可以快速灵活地在基于SRAM 工艺的FPGA 内部构建出任务所需要的处理器单元，合理地实现对软硬件的划分.一方面加强硬件资源的管理，另一方面同时利用嵌入式操作系统实现小卫星任务调度和功……