摘要：依据航空电子体系对显现技能的需求，针对机载环境的使用特色，提出了依据PowerPC7447处理器的显现渠道的规划方案，并对该渠道的构成及功用完结进行了规划。显现渠道经过会集操控和归纳显现，能及时响应和会集处理飞翔员的各种指令。一起，显现渠道强壮的图形处理和数据处理才能对在三维地图显现基础上叠加导航、战术和飞翔参数等技能供给了支撑。经过归纳测试和使用标明，本显现渠道具有通用性强、可扩展性强、数据吞吐量大和动态图形处理功率高级特色，关于前进座舱显现作用具有重要意义。
0 导言
战斗机座舱显现是飞翔员了解战场态势、攻防信息、本机状况等信息，完结作战使命的重要信息来历;预警机、战场指挥机的作战使命显现终端是指挥员了解战场环境、指挥作战的首要信息来历。因而，机载显现体系是新一代航空电子体系完结归纳化、数字化和智能化的中心与要害。三维图形显现是机载显现体系的发展方向，而前进图形显现质量、加快图形生成速度是机载显现体系的要害。
本文以可视化导航信息体系(以下简称可视化体系)为研制布景，进行机载显现渠道的规划和完结。可视化体系以Power PC7447高功能通用处理器为中心;选用VME总线规范，契合通用化、规范化、系列化的要求;选用VxWorks实时操作体系和OpenGL函数库，前进软件的开发功率。
1 可视化体系结构与规划办法
1.1 可视化体系功用剖析
可视化体系作为机载导航设备，需求为飞翔员或领航员直观地供给三维数字地图导航信息、操控指令、近地告警、进近着陆和地图周游等显现信息，应具有以下首要功用：1)卫星定位;2)地图导航;3)进近着陆;4)地图周游;5)数据办理。
1.2 体系架构规划
依据可视化体系的功用需求，显现渠道需求完结高功能的显现处理、大容量的存储、高速的总线等技能。因而在体系规划时，需求进行处理器类型及速度挑选、存储器容量挑选、输入和输出接口的挑选等作业。
依照模块化的规划思路，可将显现渠道按功用划分为CPU模块、图形加快器模块、存储模块、多功用接口模块和电源模块。其组成结构如图1所示。
2 硬件规划与完结
2.1 CPU模块规划
2.1.1 CPU模块组成
CPU模块首要由以下几个电路组成：处理器电路(选用高功能通用处理器PowerPC7447A)、存储电路、逻辑操控电路、时钟电路、接口电路、复位电路等。CPU模块的组成示意图如图2所示。
2.1.2 处理器挑选
PowerPC主机处理器是Motorola和IBM一起研制的RISC体系结构的处理器，它具有速度高、功耗低、核算才能强的特色。现在，在32位嵌入式处理器范畴，Freescale的PowerPC占有商场份额最大，其间G4系列，即74xx系列产品以其杰出的性价比得到了军品商场的喜爱，并且在全球规模内有多个厂家出产军等第，供货渠道有确保。从功能上讲，1GHz的MPC7455峰值运算速度为8GFLOPS，1.3GHZ的MPC7457能够到达峰值运算速度为9GFLOPS，而跟着技能的前进，其下几代产品主频更高、单封装处理器核数更多，当然处理才能也越强。关于硬件规划来说，PowerPC G4主机处理器的外围电路类似，部分类型封装也相同，在硬件上不改动或经过很小的改动就能够晋级处理器到新的类型，而软件的改动也十分小，就能够敏捷前进原有体系的处理才能。
经过以上功能剖析，以及在本钱、功耗、时钟频率、发展趋势方面具有的内涵优势和第三方软件的支撑率，咱们终究挑选了Freescale的PowerPCG4主机处理器中的佼佼者MPC7447A作为CPU的中心处理器。
CPU模块选用MPC7447A处理器，作业主频为1GHZ。MPC7447A是PowerPC系列处理器中的第四代高功能的处理器。完结整、浮点数据处理运算以及并行向量运算。单处理器功耗典型状况下为9W。
该处理器集成如下功用块：1)高功能、超标量处理器：2)11个独立的履行单元和3组寄存器类;3)kbytes指令Cache和32kbytes数据Cache;4)内部集成512kbytes的L2Cache;5)浮点数据类型有32和164位;6)功耗和热办理单元。
2.1.3 存储电路
本电路一般由Flash、SDRAM、NVRAM存储器组成，王要完结动、静态数据的存储。Flash用于存储实时操作体系、驱动和使用程序，完结体系的程序加载和发动;SDRAM存储体系运行时的程序和数据;NVRAM存储体系BOOT程序参数和某些上电装备器材的装备数据。
2.1.4 逻辑操控电路
选用FPGA作为可编程操控芯片，完结软件复位、中止、计数器、看门狗定时器、串口、GPIO寄存器、外设的片选译码等。
2.1.5 复位电路
复位电路的规划包含软件复位和硬件复位。
软件复位是软件引起CPU复位，能够经过软件写寄存器办法复位CPU，一起驱动底板总线上的复位信号。
需求留意的是模块上电时，FPGA需求装备，在装备过程中应确保其他功用块仍处于复位状况，在规划时把FPGA加载是否完结的信号接到复位芯片的手动复位输入端以确保FPGA加载完结，一起可经过手动复位对模块进行复位。
2.2 图形加快模块的规划
图形显现中显现速度和图形质量是要害问题，实时的图形生成体系对处理器的运算速度要求很高，前进体系处理速度有两种办法：选用多处理器并行体系或选用硬件协处理器作为图形加快引擎。显现渠道选用了硬件协处理器的概念。图形处理器选用ATI公司的M9，它是ATI公司针对新一代低功耗多媒体体系而规划的高图形处理芯片，支撑2D/3D硬件加快，硬件支撑OpenGL图形接口规范，内建多条并行图形处理流水线，选用多芯片封装技能，内部集成64MByte的DDR显存。M9图形硬件加快功能极高，功耗较低，它首要具有以下特性：
