摘要：The Main Optical Telescope (MOT) is an important payload of the Space Solar Telescope (SST) with various instruments and observation modes. Its real-time data handling and management and control tasks are arduous. Based on the advanced techniques of foreign countries, an improved structure of onboard data handling systems feasible for SST, is proposed. This article concentrated on the development of a Central Management & Control Unit (MCU) based on FPGA and DSP. Through reconfigurating the FPGA and DSP programs, the prototype could perform different tasks. Thus the inheritability of the whole system is improved. The completed dual-channel prototype proves that the system meets all requirements of the MOT. Its high reliability and safety features also meet the requirements under harsh conditions such as mine detection.

摘要：高速傅里叶变换(FFT)处理器的设计是实时信号处理系统的核心问题。本文基于现场可编程门阵列FPGA(FieldProgrammable Gate Array),采用并行处理和单路延迟反馈SDF(Single-path Delay Feedback)流水线技术相结合的方法,设计了高速FFT处理器。该处理器内存资源消耗较并行结构有所减少,运算速度较单独的SDF流水线结构有所提高。建立了处理器的算法和设计模型,并根据模型对处理器各组成模块进行了优化设计,在保证处理器速度的同时,减小了资源消耗,其工作频率可以达到150 MHz,数据率超过600 Msps,软件仿真结果和实验室硬件平台测试验证了设计的可行性。

摘要：介绍了一种用单片FPGA实现的实时、多任务、高速图像处理系统。该系统承担着提高信噪比、压缩数据量、Stokes参数观测和仪器及观测模式控制等任务。针对一个星载系统,采用了核心逻辑片内冗余、设计了相应的冗余管理线路等可靠性设计技术,采用了放置片内测试和校验模块等可测性设计技术,使系统工作时钟达40 MHz,图像处理速率达100 Mbps。

摘要：利用Leon2处理器核和具有丰富内部资源的FPGA芯片,为空间太阳望远镜(SST)图像压缩单元成功设计了高性能的基于纯硬件架构的(5,3)整数-整数二维小波变换模块。该模块对2048×1024×2B的太阳图像进行变换耗时约为0.2 s,比欧空局(ESA)的DSP软件方法提高了数十倍运算速度,不仅满足SST卫星在轨图像压缩的任务指标,而且在结构上也易于与其后的多种编码处理灵活衔接,同时还具有体积小、功耗低、容错性好、通用性强等特点,可以广泛应用于多种航天图像压缩领域。

摘要：空间太阳望远镜太阳磁场测量要求图象的信噪比为104.受CCD满阱电荷的限制,必须对CCD采集到的图象,在预处理单元进行图象积分以提高信噪比;为了减小CCD引入的噪声,还采用了CCD图象改正技术;对于宁静态的长时间太阳观测,为了克服图象漂移导致无法进行图象积分的难题,提出了图象相关内插累加技术,来进一步提高信噪比;预处理单元还担负着偏振测量中的Stokes参数归一计算、CCD控制、调焦控制和图象格式化等任务.文中分析了预处理系统的处理功能需求,确定了系统设计方案;采用FPGA加DSP的硬件结构,制作了地面原理样机,开发了系统软件.在地面支持设备上对系统功能进行了仿真和测试.

摘要：空间太阳望远镜(SST)是我国独立发展的太阳磁场观测科学卫星;其主光学望远镜8个CCD以20M B/s的速率采集太阳偏振磁图;图像处理系统需要进行图像积分、CCD辐射劣化校正、目标的几何改正、Stokes参数计算和图像格式化等处理.SST在轨实时数据运算量达每秒数十亿次,我国现有星载计算机系统的处理能力远远达不到SST的需求.针对这一问题,在系统处理任务分析的基础上,设计出了并行阵列处理的系统体系结构,并在单通道子系统样机的研制上,采用了FPGA加DSP的模块结构,在FPGA内设计了在线实时积分器,由DSP进行离线计算和格式化处理;还给出了DSP软件流程图;进行了系统仿真和原理样机的制作,经测试表明:该系统达到了SST的星载高速数据处理要求.这种新型高速数据处理方法,可以广泛应用于我国未来航天的高速数据处理领域.

摘要：针对空间太阳望远镜(SST)卫星上海量的观测数据和在轨存储、下传能力有限的矛盾要求在轨压缩科学数据,本文在分析SST星载CCD图像压缩需求基础上,根据空间环境的限制和国内的设计研制能力,采用基于小波变换(DWT)和稀疏矩阵压缩的压缩算法,设计了星载压缩单元(DCU),并在DSP加FPGA结构的硬件平台上进行算法仿真和系统联试。测试结果表明,DCU可以在6s内对2048×1024pixels的太阳图像进行大于5倍压缩,压缩信噪比(SNR)优于26dB,均满足SST图像压缩需求。DCU实现了星载图像处理系统的国产化设计,已通过验收。

摘要：受存储容量和对地传输能力的限制,空间太阳望远镜(Space Solar Telescope,SST)15个CCD采集的科学数据必须在轨进行5倍的压缩。在分析了SST对图像处理的需求基础上;综合中德合作的离线压缩方案,以及国内的设计能力,提出实时在线压缩的方案;采用基于小波变换的压缩算法,DSP和FPGA器件,设计了星载压缩系统(Onboard DataCompression Unit,DCU)。仿真实验表明上述方法满足SST系统需求。

摘要：针对雷达系统后端数据处理的软硬件和计算时间的要求,研制了论文所述的数据处理单元。文章首先介绍了基于软件无线电结构的数据处理单元结构,分析了基于带通采样的中频数字化方法,基于分布式算法的FIR滤波器和二维分解算法的超长FFT的FPGA实现模块,并完成了仿真。该处理单元具有高速实时大数据量处理能力,设计结构体现了很好的开放性、灵活性和兼容性的特点。

摘要：本文针对空间太阳望远镜(Space Solar Telescope,简称SST)主光学望远镜控制复杂、数据量大及可靠性要求高等特点,分析了电学系统和中央电子单元的功能,提出了数控分流的策略和分级分布式管控的模型,并建立了基于FPGA和LEON核的可重构设计及容错方案.