建構在LUTOS開發平台上的探空火箭酬載回收艙

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姓名

陳建安(Jian-an Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

光機電工程研究所

論文名稱

建構在LUTOS開發平台上的探空火箭酬載回收艙
(Construction of a sounding rocket payload recovery capsulesin LUTOS development platform)

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摘要(中)

本論文研究主要在利用以一套小型微控制器輕量型作業系統, LUTOS,建構出以此平台實現的探空火箭八號酬載回收艙。透過 LUTOS 設計符合酬載回收艙的系統功能方塊並由 LUTOS 輔助串聯各功能形成串流。每個串流再利用 LUTOS 排程器互相執行。系統分享計時器利用一個硬體計時器來控制時序週期使 CPU 負荷可以分擔並更容易達到即時作業系統要求。系統狀態機利用表格化控制系統任務執行時的狀態動作。B2BBus 提供緩衝區映射讓設計多 CPU 系統間的資料互動可以更加簡易。

摘要(英)

The Data Processing Unit DPU controlling the Recovery System of Sounding Rocket 8 Project is developed on the microcontroller operating system LUTOS. Under the structure of LUTOS, user designs the system software by signal flow functional block diagram. LUTOS system provides programming templates to connect the information flow nonsequentially within one time slice according to the definition of functional block diagram like analog electronic circuits. The processing of information data streams is implemented by LUTOS as tasks whose executions are switched efficiently by LUTOS time slicing scheduler driven by hardware timer interrupts. The operating system allows user control the scheduling of tasks either by interrupts or by polling to satisfy the real-time requirement of individual task.
Design of programming structure by state machine completes
II
the details of software analysis. The feature of B2BBus
provides a buffer mapping mechanism of data exchange in a
multi-CPU construct.

關鍵字(中)

★ 狀態機
★ 探空火箭八號
★ 回收艙
★ LUTOS
★ 即時作業系統

關鍵字(英)

★ Real-time Operating System
★ sounding rocket
★ LUTOS
★ State Machine
★ recovery capsule

論文目次

論文摘要 .................................................................................................. I
ABSTRACT .................................................................................................II
致謝........................................................................................................ IV
目錄..........................................................................................................V
圖目....................................................................................................... VII
表目..........................................................................................................X
第一章緒論............................................................................................1
1.1 研究動機 ....................................................................................... 1
1.2 文獻回顧 ....................................................................................... 2
1.3 研究構想 ....................................................................................... 5
1.4 論文章節 ....................................................................................... 7
第二章理論基礎....................................................................................8
2.1 計畫沿革 ...................................................................................... 8
2.2 理論技術基礎 .............................................................................. 10
2.2.1 RTOS ...................................................................................... 10
2.2.2 LUTOS .................................................................................... 12
2.2.4 狀態機械...................................................................................16
第三章系統設計..................................................................................17
3.1 整體系統設計............................................................................... 17
3.1.1 系統特徵.................................................................................. 17
3.1.2 系統組成.................................................................................. 20
3.2 共用軟硬體設計........................................................................... 33
3.2.1 共用硬體設計........................................................................... 33
3.2.2 共用軟體設計........................................................................... 36
3.3 主控次系統設計.......................................................................... 42
3.3.1 IOP命令集................................................................................42
3.3.2 主控次系統工作內容設計........................................................... 46
3.3.3 全系統時序設計........................................................................ 47
3.3.4 全系統狀態機設計.................................................................... 49
3.3.5 全系統串流設計....................................................................... 62
3.3.6 PC端測試軟體...........................................................................66
第四章數據分析與討論......................................................................68
4.1 任務命令功能測試....................................................................... 68
4.2 整體系統時序功能測試................................................................. 71
4.3 環境功能測試.............................................................................. 74
4.3.1 溫度循環測試............................................................................74
4.3.2 真空測試..................................................................................85
4.3.3 振動測試..................................................................................87
4.4 校正功能測試方法....................................................................... 87
4.4.1 地磁感測器校正方法.................................................................87
4.4.2 加速規與轉速規校正方法...........................................................88
第五章結論......................................................................................89
第六章參考文獻................................................................................90
附錄 A IOP 通信介面規格 ..................................................................92

參考文獻

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[2] 嚴孝頤,微電腦系統用之創新查表式作業系統,碩士論文,中央大學光機電工程研究所,2010。
[3] 林智堅,探空火箭回收艙之結構設計分析與驗證,碩士論文,中央大學機械系,2011。
[4] 陳立悟,太空氣象科學儀器酬載 II,碩士論文,中央大學機械系,2012。
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[9] 陳彥廷,酬載電源管理規格書,未公開文件,中央大學光機電工程研究所,2011。
[10] 吳柏達,酬載三軸地磁感測次系統規格書,未公開文件,中央大學光 90
機電工程研究所,2011。
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[12] 陳建安,系統狀態機規格書,未公開文件,中央大學光機電工程研究所,2012。
[13] 江士標,系統分享計時器規格書,未公開文件,中央大學光機電工程研究所,2012。
[14] 江士標,B2BBus 主控通訊次系統規格書,未公開文件,中央大學光機電工程研究所,2012。
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[16] 徐鈵琨,酬載 UHF 無線電次系統規格書,未公開文件,中央大學光機電工程研究所,2012。
[17] 徐鈵琨,酬載 S-Band 無線電次系統規格書,未公開文件,中央大學光機電工程研究所,2012。

指導教授

江士標(Shyh-Biau Jiang)

審核日期

2012-8-24

推文