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高空飞艇一般工作在距离地表20km左右的临近空间区域，相比于传统固定翼飞行器，高空飞艇有着飞行高度高、驻空时间长的特点，在军事和民用领域有着很广阔的运用前景。飞行控制计算机系统作为高空飞艇的核心部件，其性能和可靠性的优劣直接影响高空飞艇飞行任务的成败。由于高空飞艇尚处于探索和技术验证阶段，其所采用的飞控计算机通常根据任务需要研制，并没有形成成熟架构，本文力图根据高空飞艇飞行任务的实际需求特点，研究设计一套适合未来高空飞艇实际工程使用的飞控计算机架构。 鉴于高空飞艇资源需求量大，可靠性要求高的特点，本文通过对国内外现有方案进行调研比较，最终选定基于MCU-FPGA架构的双冗余冷备份系统实现高空飞艇的飞控计算机。利用FPGA扩展MCU的系统资源，利用双冗余冷备份方案提高系统的可靠性。在资源扩展方案中，MCU与FPGA通过EBI(外部总线接口)相互通讯，扩展的IP核资源有:I/O资源、串口资源和NAND FLASH控制器等。MCU软件开发人员可以很方便的通过EBI接口使用扩展的系统资源。在双冗余控制系统中，利用FPGA完成信号切换和主备机切换等大部分切换板功能，提高了切换板的集成度，降低了系统功耗。 为了验证本文设计的系统确实可行和可靠，研制了基于上述架构的飞控计算机样机。经过实际测试，本文设计的飞控计算机系统在资源扩展、系统功耗和可靠度方面有着比较大的优势。