基于TOPSIS法的皮卫星计算机系统设计

2015-01-06袁晓峰高德远

计算机工程 2015年2期

关键词：计算机

袁晓峰,高德远,高武

(西北工业大学计算机学院,西安710072)

基于TOPSIS法的皮卫星计算机系统设计

袁晓峰,高德远,高武

(西北工业大学计算机学院,西安710072)

皮卫星具有成本低、反应灵敏等特点,是航天领域的研究热点。由于体积和质量的限制,大卫星复杂的星载计算机系统结构并不适用于皮卫星。介绍基于COTS器件的皮卫星星载计算机系统模块化设计技术,将多准则决策方法TOPSIS排序法应用于皮卫星的芯片选型。研制2版基于不同低功耗微控制单元的计算机原理样机,并通过大量实验测试比较2版原理样机的速度、功耗、运行温度等性能。当工作温度为27℃,主频为8 MHz时,基于MSP430芯片和ATxmega芯片的原理样机的MIPS值分别为7.449和6.781;运行加法运算的时间分别为0.613 μs和1.381μs,功耗分别为38.224 mW和54.411mW。在-40℃～85℃时,原理样机均可正常工作。

皮卫星;星载计算机;低功耗微控制器;商用器件;TOPSIS方法;可靠性

1 概述

人造卫星已广泛应用于通信、导航、环境监测等领域,微小卫星因其体积小、成本低、研发周期短等优点,成为航天领域的研究热点。根据微小卫星的质量,又可分为小型卫星、超小卫星、微型卫星、纳卫星、皮卫星和立方体卫星等。皮卫星的质量一般不超过5 kg[1]。

本文提出一种基于低功耗微控制器(Micro Control Unit,MCU)的皮卫星星载计算机系统结构,通过TOPSIS方法选择合适的COTS芯片,基于选择的低功耗MCU设计并制作出2版星载计算机(On-Board Computer,OBC)原理样机。通过对OBC原理样机的实验测试,对TOPSIS方法的有效性及所选择COTS芯片的功能进行验证。