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小卫星星载容错计算机控制系统软硬件设计 总被引:10,自引:0,他引:10
创新一号低轨存储转发通信小卫星是中国第一颗重量在100公斤以下的小卫星,介绍了其星载计算机系统的设计方案。由于卫星采用了计算机集中管理方式,为保证星载计算机的可靠性,设计中对硬件使用了双计算机热备份冗余设计,星载计算机的可靠性同时通过软件和硬件协同容错设计来实现。卫星的星务管理、遥测、遥控、姿态控制、电源管理、通信控制、轨道控制等都需要通过计算机软件完成,介绍了这些软件的主要功能和容错设计。创新一号星载计算机采用了多项新技术,并经过了一年多的飞行测试验证,达到了预定的运行目标,星载计算机圆满完成了各项设计功能,证明了卫星计算机系统的安全可靠。 相似文献
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本文叙述了风云一号(B)星载计算机系统的构成及性能、主备双机冗余结构以及主备双机切换和备机内部A、B机自荐切换的实现过程,介绍了星载计算机的可靠性设计、冗余容错设计和星载计算机软件,也反应了星载计算机在卫星中的作用。 相似文献
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基于知识隐藏的星载计算机系统安全研究 总被引:1,自引:0,他引:1
在现代战争中 ,卫星的信息安全与可靠性直接关系交战方能否具有一定的信息优势 ,能否掌握战场的主动权。星载计算机系统、通信系统的安全与可靠性是关键。分布式、多总线、多处理单元的冗余设计、看门狗技术是目前用来保证星载计算机系统可靠性的主要手段。文章从知识隐藏的角度 ,提出用弹性计算理论来保证星载计算机系统容错、容入侵的思路和方法。论文给出了知识隐藏的概念 ,分析了 3种知识隐藏方法 ,围绕弹性计算模型 ,提出了基于弹性计算模型的星载计算机系统的文件系统、基本组成设计与实现 相似文献
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在现代战争中,卫星的信息安全与可靠性直接关系交战方能否具有一定的信息优势,能否掌握战场的主动权。星载计算机系统、通信系统的安全与可靠性是关键。分布式、多总线、多处理单元的冗余设计、看门狗技术是目前用来保证星载计算机系统可靠性的主要手段。文章从知识隐藏的角度。提出用弹性计算理论来保证星载计算机系统容错、容入侵的思路和方法。论文给出了知识隐藏的概念,分析了3种知识隐藏方法,围绕弹性计算模型,提出了基于弹性计算模型的星载计算机系统的文件系统、基本组成设计与实现。 相似文献
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可靠性在星载计算机系统中具有非常重要的作用。现以Markov链为基础,提出了一种新的估计星载计算机系统可靠性的统计使用检测方法。首先通过对故障的传播进行分析,对检测过程中Markov链上由故障产生的状态转移描述方法进行了改进,将“故障不一定产生失效”的现象用Markov链描述出来。其次,提出了程序执行路径的概率计算方法,并且用该方法对星载计算机可靠性进行了估计。最后通过仿真实验表明了该计算方法的有效性。通过对故障状态转移的分析和路径概率计算方法的提出,使星载计算机系统可靠性评测更能反映实际情况。 相似文献
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本文综述国外航天通用计算机的最新发展状况,介绍一些较新的正在研制或正待鉴定的通用飞行计算机,概述星载计算机的有关技术以及VHSIC对星载计算机系统和海量存储装置的巨大影响. 相似文献
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以某在研挠性卫星星载计算机在回路中的仿真试验为背景 ,利用dSPACE多处理器系统构建了卫星姿轨控实时仿真系统。介绍了实现该系统的软、硬件构成。重点介绍了实现该实时系统的关键———如何用dSPACEDS4 2 0 1s板上的RS2 32 / 42 2串口模拟星载计算机与各路姿态敏感器、反作用飞轮串口之间的复杂通信及串口通信Simulink仿真模型的设计。本文用Simulink ,Stateflow和S函数混合建模方法 ,设计了该实时系统的串口通信接口模型。并以星上自主模式为例进行了实时仿真。仿真结果证明了本文设计的卫星姿轨控实时仿真系统的可行性和串口通信接口模型设计的有效性。 相似文献
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当前微小卫星的星载计算机与运载计算机多分别采用不同结构的计算机系统设计,导致资源浪费和运载计算机的可靠性较弱。文章提出了一种微小卫星一体化计算机的设计,即采用三机异构备份的设计方案。在发射运载阶段,以数字信号处理器(DSP)为核心的运载计算机作为主机,以高性能FPGA为核心的时变计算机作为备机;在在轨运行阶段,以ERC32处理器为核心的卫星平台计算机作为主机,时变计算机经重构后作为备机。此设计不仅提高了运载计算机的可靠性,而且对卫星平台电子系统在能源、热控、遥测遥控、有效载荷、姿态轨道控制等方面的综合管理能力也有全面提升,并且还具有灵活的扩展性和较强的适应性。 相似文献
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基于硅通孔TSV(Through Silicon Vias)的星载微系统,通过硬件框架设计、TSV关键工艺设计、CPS仿真设计、全流程测试及可靠性研究,最终在全国产化高温共烧陶瓷HTCC(High-Temperature Co-fired Ceramics)管壳内集成了抗辐照海量信息处理器、抗辐照大容量存储器、抗辐照微控制器、抗辐照38译码器等器件,形成43 mm×43 mm×5.65 mm的气密性封装星载微系统,具备高可靠、高性能的处理能力以及星上常用的控制和通讯接口,可用于星上载荷信息实时处理及星务平台控制管理,可以有效替代现有的板级产品,实现星载电子系统的小型化、集成化。 相似文献
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为使星载控制软件可在轨动态重构,提出一种基于量子编程框架、无须操作系统支持、可实现多版本切换的星载控制软件在轨动态重构方法。在分析影响在轨动态重构关键技术基础上,从量子框架的面向对象运行机制出发来寻求软件框架对动态重构的支持;通过划分函数边界,将函数归类为内部函数和公共函数,避免了模块间的循环依赖;给出了函数向量表维护策略,并以版本号为导向实现了向量表切换。该方法在BM3803星载处理器平台进行了充分测试,结果表明:所提出的在轨重构方法系统无须停机、版本可回退且更新过程可靠。本方法占用内存小、平台依赖性弱、代码可复用性强,可推广应用至硬件资源有限的星载控制器终端。 相似文献
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一种星载软件在轨编程功能的设计和实现技术 总被引:4,自引:0,他引:4
对卫星姿轨控计算机软件在轨编程功能的设计和工程实现技术进行了研究,给出了在轨编程的原理、实现方法、可靠性设计、资源分配、接口要求和在轨编程的操作步骤。试验结果证明,提出的星载软件在轨编程原理和实现方法合理可行。 相似文献
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Toshinori Kuwahara Felix Bhringer Albert Falke Jens Eickhoff Felix Huber Hans-Peter Rser 《Acta Astronautica》2009,65(11-12):1616-1627
Flying Laptop is the first small satellite developed by the Institute of Space Systems at the Universität Stuttgart. It is a test bed for an on-board computer with a reconfigurable, redundant and self-controlling high computational ability based on the field programmable gate arrays (FPGAs). This Technical Note presents the operational concept and the on-board payload data processing of the satellite. The designed operational concept of Flying Laptop enables the achievement of mission goals such as technical demonstration, scientific Earth observation, and the payload data processing methods. All these capabilities expand its scientific usage and enable new possibilities for real-time applications. Its hierarchical architecture of the operational modes of subsystems and modules are developed in a state-machine diagram and tested by means of MathWorks Simulink-/Stateflow Toolbox. Furthermore, the concept of the on-board payload data processing and its implementation and possible applications are described. 相似文献
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《Acta Astronautica》2010,66(11-12):1616-1627
Flying Laptop is the first small satellite developed by the Institute of Space Systems at the Universität Stuttgart. It is a test bed for an on-board computer with a reconfigurable, redundant and self-controlling high computational ability based on the field programmable gate arrays (FPGAs). This Technical Note presents the operational concept and the on-board payload data processing of the satellite. The designed operational concept of Flying Laptop enables the achievement of mission goals such as technical demonstration, scientific Earth observation, and the payload data processing methods. All these capabilities expand its scientific usage and enable new possibilities for real-time applications. Its hierarchical architecture of the operational modes of subsystems and modules are developed in a state-machine diagram and tested by means of MathWorks Simulink-/Stateflow Toolbox. Furthermore, the concept of the on-board payload data processing and its implementation and possible applications are described. 相似文献