[發明專利]星載計算機空間環境事件容錯方法

無效

• 申請號: 201110361989.5
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102521066A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 翟君武;陶利民;李林;汪路元;唐自新;李偉
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G06F11/08
• 分類號: G06F11/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種星載計算機容錯方法。

背景技術

航天器在整個發射過程和運行過程中，由于空間環境、航天器特性等各種各樣的原因會出現各種空間環境事件，不加以處理會引起衛星系統功能的失效甚至崩潰，因此應當采取措施應對這些異常狀況，使衛星能夠繼續正確、穩定的運行，從而保障整個衛星系統的穩定的運行和服務。

空間環境事件主要包括：存儲器單粒子翻轉；空間輻照引起的芯片內部寄存器變化；空間輻照引起的部分電路失效等。存儲器單粒子翻轉會導致星上軟件或FPGA運行結果錯誤，甚至軟件的跑飛跑死。空間輻照引起的芯片內部寄存器變化，會導致航天器某些芯片的功能異常，進而影響功能的實現。空間輻照引起的部分電路失效，主要是指單粒子閂鎖后引起的部分電路失效。

目前，星載計算機空間環境異常事件的容錯方法尚未得到系統的研究。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種星載計算機空間環境事件的容錯方法，以此建立一種適用于星載計算機設計的空間環境事件容錯策略，提高星載計算機發射和在軌運行的可靠性。

本發明的技術解決方案是：星載計算機空間環境事件容錯方法，步驟如下：

(1)星載計算機初始上電運行后，首先檢測星載計算機軟件是否可以正常啟動；若星載計算機軟件可以啟動，則由星載計算機軟件以固定周期喂軟件看門狗，星載計算機軟件正常運行；若星載計算機軟件無法啟動或者星載計算機軟件以固定周期喂軟件看門狗失敗，則復位電路向星載計算機提供復位信號，星載計算機重新開始運行；若星載計算機連續三次無法正常啟動，則切換至備份星載計算機；

(2)星載計算機軟件正常運行后，向所有RAM發送讀寫信號；若有RAM區讀寫不正常，則星載計算機通過軟件配置，使用備份RAM替換讀寫不正常的RAM；

(3)星載計算機軟件正常運行時，周期性的向各總線終端發送輪詢總線消息，當所有總線終端都不通時，星載計算機軟件向星載計算機發送切機信號，星載計算機切換至備份機；

(4)星載計算機軟件正常運行時，對所有實際使用的中斷源允許，同時屏蔽其它中斷源；當星載計算機響應中斷時，首先對中斷源進行確認，當中斷不是來自實際使用的中斷之一時，重新對中斷屏蔽寄存器進行初始化；

(5)星載計算機軟件正常運行時，對總線驅動芯片中處于工作狀態的寄存器數值是否發生變化進行定期檢查，若有寄存器的數值發生變化，則星載計算機重新初始化該寄存器及相關寄存器；同時，對于僅在部分時間有效的寄存器狀態，在每次到達有效時間時對這些寄存器重新賦值；

(6)星載計算機軟件正常運行時，利用漢明碼對每個內存地址的數據計算校驗和，并將校驗和進行存儲；星載計算機周期對每個內存地址的數據進行檢查，當發現校驗單bit錯誤時，進行糾錯；當發現兩bit或以上錯誤時，對星載計算機進行復位，重新啟動。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)本發明星載計算機空間環境事件的容錯方法主要針對空間環境引起的特殊事件，分不同的方法來進行容錯，可以有效提高星載計算機在軌運行的可靠性；

(2)采用星載計算機軟件實現本發明星載計算機空間環境事件的容錯，可以提高衛星的自主管理能力；

(3)本發明星載計算機空間環境事件的容錯方法在硬件支持下，可主要采用軟件完成星載計算機的檢錯、容錯，原理簡單、實現容易，可維護性強，適用于絕大多數衛星，可推廣性強。

附圖說明

圖1為本發明方法的流程框圖；

圖2為本發明方法的具體容錯內容組成圖；

圖3為本發明實施例中星載計算機硬件配置圖。

具體實施方式

本發明星載計算機空間環境異常事件的容錯是利用星載計算機的軟硬件資源，根據空間環境事件的不同類型，進行不同的處理；同時又能滿足星載計算機的重量、功耗受限的要求。

如圖1所示，本發明方法針對空間環境引起的單粒子翻轉、單粒子閂鎖等事件進行不同類型的容錯，適用于大多數航天器的應用，可以提高衛星設備的在軌自主能力和可靠性。主要包括存儲器單粒子翻轉的處理、空間輻照引起的芯片內部寄存器變化容錯、空間輻照引起的部分電路失效容錯三個方面，如圖2所示。

(1)存儲器單粒子翻轉的處理