[發明專利]一種火星探測用多計算機雙級數據備份及分級恢復方法

有效

• 申請號: 202010144764.3
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111290885B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 譚曉宇;許賢峰;魯啟東;孫杰;張玉花;陸丹萍
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G06F11/14
• 分類號: G06F11/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 茹阿昌

一種火星探測用多計算機雙級數據備份及分級恢復方法，首先將所需備份的數據進行分級。然后將所需備份的數據分別向本機內存中事先劃定的備份數據區和備份計算機進行備份操作。當計算機發生故障，故障處理時清除內存中除備份數據區以外的所有數據，等待故障處理完畢后，使用3取2的方式從本機讀取第一步中所定義的備份數據中的關鍵數據。讀取數據結束后，判斷關鍵數據是否為全零狀態。若不是，則繼續從本機的備份數據區讀取第一步中所定義的過程數據，與關鍵數據結合在一起恢復計算機狀態。若確實為全零狀態，則清除本機所有的內存數據，再采用N取2的方式從N臺備份計算機中讀取備份數據，使用最終的表決結果恢復計算機狀態。

技術領域

本發明涉及一種火星探測用多計算機雙級數據備份及分級恢復方法，屬于火星探測的星載計算機系統管理技術。

背景技術

我國將于2020年發射火星探測器，隨著探測器飛往火星，器地距離增加，地面不能實時監控、干預火星探測器的器上狀態，需星載計算機系統具備高度自主的管理能力。計算機發生故障時，使用備份數據自主可靠的快速恢復故障前計算機狀態?，F有的計算機數據備份和自主恢復的方法主要有兩種：1、將本計算機的數據周期性的備份至備份計算機，當計算機發生故障，故障處理時清除本機內存的所有數據，等待故障處理完畢后，再從備份計算機讀取數據進行狀態恢復；2、將本計算機數據存儲在本機內存中事先劃定的備份數據區。當計算機發生故障，故障處理時清除內存中除備份數據區以外的所有數據，等待故障處理完畢后，從備份數據區讀取數據，進行狀態恢復。

第一種方法的缺點在于：受計算機之間通訊能力的約束，將本計算機的數據周期性的備份至備份計算機不會很頻繁，一般為計算機軟件運行周期的20～50倍，計算機備份數據不連續。因此計算機故障處理完畢后，再從備份計算機讀取的數據不是故障發生點的數據，其時間間隔與備份數據的周期有關，最終計算機無法準確恢復到故障發生點的狀態。這對于火星探測中的關鍵動作(例如制動捕獲)時期的故障處理與自主恢復造成了風險。第二種方法的缺點在于：對于計算機異常斷電再上電的故障工況，由于計算機的內存數據已在斷電時期被全部清除，再上電后，無法得到本機內存中的備份數據，最終導致狀態恢復失敗。因此有必要發明一種火星探測用多計算機雙級數據備份及分級恢復方法。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提出了一種火星探測用多計算機雙級數據備份及分級恢復方法，解決了計算機無法準確恢復到故障發生點的狀態，能夠避免火星探測中的關鍵動作(例如制動捕獲)時期的故障處理與自主恢復造成的風險問題。

本發明的技術方案是：

一種火星探測用多計算機雙級數據備份及分級恢復方法，包括步驟如下：

1)在火星探測器上設置N+1臺星載計算機，將當前正在執行任務的星載計算機作為主份計算機，其余N臺星載計算機作為備份計算機；同一時刻有且僅有一臺主份計算機；N為正整數，N大于1；在每臺星載計算機的硬件內存中劃分一定區域作為備份數據區，所述備份數據區用于備份數據，每臺星載計算機均設置有三個數據容量大小相同的備份數據區；

2)將所需備份的數據按數據內容劃分為關鍵數據或過程數據；若星載計算機在當前控制周期內出現斷電情況時，將特定的數據值寫入關鍵數據；

3)將所需備份的數據分別向每臺星載計算機進行備份操作，具體為：對應任一一臺星載計算機，采用三存方式向本機的備份數據區備份數據；采用通訊協議向其他N臺星載計算機的備份數據區備份數據；當任意一臺星載計算機發生故障時，利用備份數據區中的備份數據恢復發生故障的星載計算機；所述三存方式，具體為：將所需備份的數據分別存入本機的三個備份數據區中；

其中，步驟3)所述利用備份數據區中的備份數據恢復發生故障的星載計算機的方法，具體為：

31)清除發生故障的星載計算機硬件內存中除備份數據區以外所有區域的數據；