[發明專利]高可靠星載軟件啟動系統及方法

在審

• 申請號: 202010734383.0
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111857884A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 劉彬;田小莉;胡生旺;鄒玉龍;牛崇;趙帥;邵瑞強;石碧舟;周黎莎;劉迎春;龔文斌;沈苑;蔣桂忠;林寶軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院微小衛星創新研究院;上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445;G06F11/16
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

本發明提供了一種高可靠星載軟件啟動系統及方法，包括：初始化模塊，被配置為使用根程序對參數進行初始化；三模啟動次數模塊，被配置為對星載軟件進行三模啟動；順序啟動模塊，被配置為三模啟動失敗時，對星載軟件進行順序啟動。

技術領域

本發明涉及航天器控制技術領域，特別涉及一種高可靠星載軟件啟動系統及方法。

背景技術

隨著人類航天活動越來越頻繁、航天探索的足跡越來越遠，人類航天活動從最初的近地軌道逐漸拓展到高軌以及行星探測等更遠的深空。惡劣復雜的太空環境以及航天器本身的復雜性對星載軟件啟動的可靠性提出了更高的要求。星載軟件需要能夠在極端復雜的情況下正常啟動，并且要具備一定的自我糾錯能力。傳統航天軟件的啟動方式一般采用反熔絲的PROM存儲軟件，并且采用主、備份的方式以增加可靠性。軟件啟動時采用簡單的三模冗余方式或者啟動時不進行三模冗余。此外，受限于FLASH容量，一般只對關鍵模塊進行三模冗余，缺乏對全部代碼進行三模冗余。該方式雖然可以在一定程度上增加星載軟件的可靠性，但存在以下不足：

1)星載軟件在啟動過程中不進行三模冗余，當代碼受空間環境影響出現某些比特位錯誤時，將會使軟件啟動失敗，并可能導致航天器任務失敗；

2)傳統三模冗余啟動方式在應對代碼某些比特位錯誤時能夠正常啟動，但是在極端環境下存儲的幾份代碼可能出現同一比特位的錯誤，導致進行三選二表決時將錯誤的比特位作為正常的比特位，導致啟動失敗；

3)傳統星載軟件啟動方式，不具備交叉互啟動功能，缺乏應對復雜環境的能力。這種方式當某個區域的代碼出現錯誤并且無法恢復時會導致單機始終無法正常啟動造成單機死機，衛星功能失效，影響衛星任務；

4)PROM容量限制以及只能進行一次燒寫，一旦完成燒寫便不能更改。這在很大程度上限制了航天器的靈活性。隨著航天器的角色越來越多樣化，根據實際情況可能需要在軌優化或增加新的功能，增加新的功能只能通過發射新的航天器進行，成本高昂；

5)軟件在軌運行由于單粒子打翻累積效應，可能引起存儲器程序無法再次正常啟動。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高可靠星載軟件啟動系統及方法，以解決現有的星載軟件啟動可靠性低的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種高可靠星載軟件啟動系統，包括：

初始化模塊，被配置為使用根程序對參數進行初始化；

三模啟動次數模塊，被配置為對星載軟件進行三模啟動；

順序啟動模塊，被配置為三模啟動失敗時，對星載軟件進行順序啟動。

可選的，在所述的高可靠星載軟件啟動系統中，所述高可靠星載軟件啟動系統還包括固定存儲載體、第一非固存儲載體、第二非固存儲載體及第三非固存儲載體，其中：

所述固定存儲載體存儲所述根程序，以使所述初始化模塊向衛星上加載所述根程序；

所述第一非固存儲載體、所述第二非固存儲載體及所述第三非固存儲載體均存儲狀態標志和星載軟件鏡像；

所述三模啟動次數模塊及所述順序啟動模塊根據所述三模啟動次數是否大于等于2確定進行所述三模啟動或所述順序啟動；

所述三模啟動次數模塊及所述順序啟動模塊將所述星載軟件鏡像加載到衛星上。

可選的，在所述的高可靠星載軟件啟動系統中，

所述第一非固存儲載體、所述第二非固存儲載體及所述第三非固存儲載體均包括為三模啟動次數存儲區、三模代碼選擇標志存儲區、固化區代碼存儲區和重構區代碼存儲區；

所述固化區代碼存儲區和所述重構區代碼存儲區均存儲相同的星載軟件鏡像的代碼；