立方星星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)容錯(cuò)技術(shù)研究.pdf

1、近年來，立方星因具有標(biāo)準(zhǔn)化、成本低、研制周期短等特點(diǎn)，逐漸成為微小衛(wèi)星領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。立方星采用商用元器件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這給立方星星載計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)工作帶來了巨大挑戰(zhàn)，不僅需要滿足體積、質(zhì)量和功耗等方面的指標(biāo)，而且還要達(dá)到航天系統(tǒng)的高可靠性要求。
　　本文充分調(diào)研了國內(nèi)外立方星星載計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方法，在總結(jié)了各種容錯(cuò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出一種可實(shí)現(xiàn)故障重組的雙機(jī)容錯(cuò)結(jié)構(gòu)方案，該結(jié)構(gòu)通過在通信總線上增加容錯(cuò)協(xié)議的方法，解決了雙機(jī)結(jié)構(gòu)中仲裁器

2、失效導(dǎo)致系統(tǒng)故障的問題，并且能夠有效控制雙機(jī)切換時(shí)間。另外，本文利用商用元器件富余的高性能，提出通過軟件實(shí)現(xiàn)信息容錯(cuò)和軟件容錯(cuò)的方法對抗單粒子效應(yīng)，以提高存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)和程序執(zhí)行的可靠性。在存儲(chǔ)器可靠性分析方面，考慮了單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)作用已發(fā)生錯(cuò)誤位導(dǎo)致錯(cuò)誤修復(fù)的情況，建立了更準(zhǔn)確的模型。通過軟硬件結(jié)合的分析方法，對故障重組容錯(cuò)結(jié)構(gòu)的可靠性模型進(jìn)行了仿真，并通過故障注入實(shí)驗(yàn)對原理樣機(jī)進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明該容錯(cuò)方法具有較大優(yōu)勢，可以極大地提高星