Разработка микроконтроллерного FMU ядра на базе ПЛИС для научной космической аппаратуры
Предлагается разработанная модель FMU (Flexible Microcontroller Unit) ядра отечественной ПЛИС, цель которой состоит в получении универсального микроконтроллерного модуля для его использования в космической научной аппаратуре. FMU-ядро и соответствующая ему периферия спроектированы на ПЛИС, что позволяет сделать архитектуру всего микроконтроллера гибкой, позволяющей менять свои характеристики, без необходимости покупки других микросхем. Вся архитектура представляет собой единый конфигурационный файл, который написан на языке Verilog, объединяющий в себе блоки ядра и периферии. По желанию пользователя можно добавить либо сократить любое количество периферийных модулей. Также доступна параллельная (многоядерная) обработка данных, что недоступно на сегодняшний день в современных микроконтроллерах. Сама программа под сконфигурированный микроконтроллер написана на СИ-подобном языке, который преобразуется в двоичный пакет программы, загружаемой отдельно в память программ рассматриваемого микроконтроллера. Для преобразования исходного кода в такой пакет разработан соответствующий компилятор на языке C++. В статье приведена блок-схема архитектуры ядра, временные диаграммы различных пакетов и инструкций, приведен перечень команд ядра. Результаты тестов, также приведенные в статье, показывают малые временные затраты на выполнение некоторых инструкций по работе с внутренней и внешней ОЗУ (оперативно запоминающим и устройствами). В заключении статьи сформулированы выводы и приведены краткие характеристики ядра.
Авторы: К. И. Сухачев, Д. П. Григорьев, Е. В. Исмагилова
Направление: Информатика, вычислительная техника и управление
Ключевые слова: космический аппарат, микрометеороиды, микроконтроллер, ПЛИС, RISC, FMU, Verilog, компилятор
Открыть полный текст статьи