[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星星載軟件的啟動方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710018306.3
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106648809A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘金鳳;賈艷勝;郭思巖;高四宏;陳撼
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天控制技術(shù)研究所
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙)31249
• 代理人: 周乃鑫,周榮芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星星載軟件的啟動方法。

背景技術(shù)

空間飛行器中電子器件常受單粒子效應(yīng)的影響，造成性能退化甚至失效。單粒子翻轉(zhuǎn)(Single Event Upset，SEU)主要發(fā)生在兩極和南大西洋異常區(qū)，嚴重影響航天器的安全，是造成衛(wèi)星單機失效的一個主要原因。

星載計算機是衛(wèi)星上核心的電子設(shè)備，目前考慮到調(diào)試及固化程序的影響，通用的做法是選用EEPROM(電可擦除只讀存儲器)作為程序存儲器固化正常飛行程序，而PROM(可編程只讀存儲器)只固化引導程序和應(yīng)急程序。星載軟件目標碼存放至EEPROM，星載計算機上電或復位后，星載軟件的啟動程序(bootloader)從EEPROM中取代碼進行三取二診斷后，將EEPROM區(qū)的目標碼拷貝至SRAM(靜態(tài)隨機存儲器)運行。

由于空間環(huán)境影響，星載計算機EEPROM極易發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)，有可能導致軟件啟動加載失敗，對衛(wèi)星的整星安全造成危害，而且目前星載軟件在星載計算機EEPROM中采用三份冗余備份方式，增加了EEPROM儲存空間成本以及冗余診斷維護成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種衛(wèi)星星載軟件的啟動方法，有效提高了PROM的存儲效率，實現(xiàn)了在PROM中固化正常的飛行程序和啟動程序，節(jié)省了冗余備份帶來的空間成本和維護成本，極大提高了衛(wèi)星的安全性，PROM不會被單粒子打翻，無需依賴EEPROM，大大減少了后期在軌維護，增強了衛(wèi)星星載計算機運行的容錯能力。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種衛(wèi)星星載軟件的啟動方法，地面壓縮軟件對星載軟件的目標碼進行多重無損壓縮后存儲在可編程只讀存儲器中，星載計算機上電或復位后，啟動程序?qū)⒖删幊讨蛔x存儲器中存儲的星載軟件壓縮數(shù)據(jù)解壓還原至靜態(tài)隨機存儲器并運行。

所述的對星載軟件的目標碼進行多重無損壓縮的方法包含以下步驟：

步驟S1、一級壓縮：地面壓縮軟件將星載軟件目標碼文件分段壓縮生成txt文本文件；

步驟S2、二級壓縮：地面壓縮軟件將txt文本文件進行格式轉(zhuǎn)換壓縮生成二進制數(shù)據(jù)文件；

步驟S3、三級壓縮：地面壓縮軟件采用LZW壓縮算法對二進制數(shù)據(jù)文件進行壓縮；

步驟S4、燒寫器將最終獲得的星載軟件壓縮數(shù)據(jù)燒寫至可編程只讀存儲器的多重壓縮區(qū)。

所述的將星載軟件壓縮數(shù)據(jù)解壓還原并運行的方法包含以下步驟：

步驟S1、解壓還原：啟動程序讀取可編程只讀存儲器中的星載軟件壓縮數(shù)據(jù)，采用LZW解壓算法對星載軟件壓縮數(shù)據(jù)中的三級壓縮文件進行解壓還原，將還原后的數(shù)據(jù)拷貝至對應(yīng)的靜態(tài)隨機存儲器地址；

步驟S2、運行程序：啟動程序跳轉(zhuǎn)至星載軟件的首地址運行軟件；

步驟S3、狀態(tài)監(jiān)測：采用數(shù)據(jù)采集及遙測終端軟件對星上軟件運行狀態(tài)進行數(shù)據(jù)采集與顯示，對運行狀態(tài)是否正確進行判斷。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是：

1、安全性高：PROM只需存儲一份經(jīng)過多重壓縮后的目標碼，實現(xiàn)了在PROM中固化正常的飛行程序和引導程序，極大提高了衛(wèi)星的安全性。

2、節(jié)省成本：PROM價格昂貴，在不增加硬件成本的基礎(chǔ)上，對代碼進行多重壓縮后，大大減少了存儲空間，有效提高了存儲效率，同時減少了EEPROM儲存空間成本，節(jié)省了冗余備份帶來的空間成本和維護成本，提高了經(jīng)濟效益。

3、功能優(yōu)化：星載軟件僅需要正常的飛行程序和啟動程序，無需應(yīng)急程序，大大減少了軟件的工作量。

4、可靠性高：無需依賴EEPROM，PROM不會被單粒子打翻，大大減少了后期在軌維護，增強了衛(wèi)星星載計算機運行的容錯能力，具有較高的可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的功能原理框圖。

圖2是本發(fā)明的流程圖。

圖3是多重無損壓縮方法的流程圖。

圖4是將壓縮后的星載軟件目標碼解壓還原并運行的方法流程圖。

圖5是本發(fā)明的一級壓縮中索引區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)格式說明；

圖6是本發(fā)明的二級壓縮流程圖；

圖7是本發(fā)明的三級壓縮中LZW算法流程圖。

具體實施方式

以下根據(jù)圖1～圖7，具體說明本發(fā)明的較佳實施例。