论文部分内容阅读
自1967年Bell博士和Hewish教授在实验室发现脉冲星信号后,由于脉冲星的自转周期特性具有十分广阔的应用前景,美国、欧空局等相继开展了利用脉冲星导航进行自主导航的技术研究。近年来,中国科学院西安光学精密机械研究所也开展了相关的实验研究,但在进行深空自主导航运用前期,为了研究自主导航的相关技术以及考虑到经费等问题,在地面建立了X射线脉冲星地面模拟系统,整个脉冲星导航地面模拟系统包括五大部分：X射线模拟源、真空环境、X射线探测器采集系统、光子到达时间测量电路系统及后端计算机处理部分。本论文的背景是与中国科学院西安光学精密机械研究所合作的课题：X射线拼接探测器时间测量电路的研制,即研制光子到达时间测量电路系统部分。光子到达时间测量电路系统是测量脉冲到达时间(Timing of Arrival, TO A),整个光子到达时间测量电路系统部分的思路为：结合Xilinx公司的Virtex-Ⅱ pro开发板以及Linux操作系统的优点,以Linux OS系统内核为基础,进行相关光子到达时间测量电路的驱动程序系统的研究,在此基础之上,利用XUP Virtex-ⅡPro开发平台,将定制的Linux OS操作系统嵌入到以PowerPC 405D为处理器的双核系统中,以实现对TOA原始观测量——光子的数量及其到达时间的优化控制,以提高脉冲星导航精度。并以此为获得高精度和高实时性的X射线脉冲星导航系统的完成将为在Linux系统上驱动程序的研发奠定理论和实验基础。因而基于XUP Virtex-Ⅱ Pro XC2VP30 FPGA的Linux OS驱动程序的研究和应用开发十分必要。本文在前期工作的基础上研究所开展的工作主要包括：光子到达时间测量电路.TDC时间数字转换电路的研究；嵌入式Linux OS操作系统的裁剪与移植,包括交叉编译工具链的制作、根文件系统的制作、内核的裁剪与移植以及基本硬件平台的搭建和外围TDC IP核的挂载问题；在光子数据采集终端显示的细时间的数据出现了重复情况,探索光子到达时间数据中细时间数据重复的原因及解决办法；ps级以下的时间精度无法实现,寻求其原因及其他解决办法。