皮卫星相比传统大卫星具有集成度高、研制周期短、成本低等优势,是目前航天技术研究的重要领域之一。卫星综合电子系统是皮卫星的神经中枢,降低综合电子系统的开发复杂度可以有效的缩短皮卫星的研制周期,提高皮卫星开发效率。目前,皮卫星所承载任务日趋复杂,对综合电子系统软件开发效率提出的挑战愈发艰巨,综合电子系统开发既需要解决在实现实际任务时所必须面对复杂多任务的实时同步问题,又应避免为解决上述问题而增加系统复杂度降低系统的可维护性。将嵌入式操作系统引入到皮卫星综合电子系统开发中,降低了系统软件与硬件平台的耦合度,提升了软件的可复用性,同时嵌入式操作系统所提供的强大的任务调度系统为解决多任务实时同步问题提供了便捷可靠的解决方案。本文根据结合皮卫星任务实际特点,提出了并实现一种基于Smart-OSEK OS的综合电子系统软件设计,致力于解决皮卫星开发时难以避免的提高系统可靠性与缩短研制周期的矛盾,为后续型号皮卫星综合电子系统开发提供便利。本文的主要成果如下:第一,通过研究前代综合电子主任务周期实现方式,分析其利弊,再结合Smart-OSEK OS所提供API(Application Programming Interface)和综合电子主任务需求,提出了基于报警模块设计的主任务周期设计,利用操作系统调度灵活的优势规避了基于前后台系统主任务周期所存在的弊端;其次讨论了多个任务同步申请共享资源是可能导致的优先级反转问题,并提出应对策略;最后分析皮卫星业务应用以及Smart-OSEK OS体系结构提出了或利于开发或利于系统运行的优化设计。第二,本文根据皮卫星综合电子系统实际应用需求,提出了一种基于高精度时钟源与RTC芯片相配合的方式向整星提供高精度星上时间信息的功能接口,分析了两个时钟源相配合时可能遇到的问题,并提出解决方案。同时本文还提供了为满足皮卫星同步采集多个传感器的需求而设计的基于FPGA与DSP相配合实现的高可靠性同步自动采集系统接口,实验证明,该系统性能良好,同步精度优于1Ous,运行可靠。综上所述,本文提出一种可复用性强、可维护性强、功能接口完善的基于操作系统设计高可靠性综合的电子系统体系结构。解决了诸多前代综合电子系统因缺少灵活的调度方式而难以解决的问题。对提高皮卫星开发效率、降低开发门槛有重要意义。