单片机软件死锁问题和配置技术设计探讨

围绕单片机软件中存在的死锁和代码数据关联度高等问题进行分析探讨。以任务运行最大CPU需求时间作为“死锁”的干预策略,提高了软件系统对“死锁”的干预能力;提出采用配置技术进行设计,降低代码和数据的关联度,并给出详细的配置流程和说明。     

使用插件技术架构业务型应用软件

工作流的概念在软件工程中出现已有很多年,比如银行系统、物流系统以及各种通信软件都属于业务密集并且工作流庞大的软件系统。我们知道软件系统是需要不断进化和发展的。一般情况下,软件系统在发布之后,软件开发人员需要不断的进行维护以及更新新的功能。因此很多软件系统变得越来越庞大,这给软件的后期开发与维护带来了较大的困难。为此作者在本文提出了解决这一问题的模块化分与插件技术相结合的方法。     

基于消息总线的测量船测控软件系统设计

消息总线是分布式软件系统领域中重要的软件架构技术。提出一种基于消息总线的测量船测控软件系统设计方案,分析了系统核心软件——消息中间件的设计思路。采用多种系统性能优化技术增强消息中间件处理效率,包括双线程池机制、三层架构epoll处理机制、路由信息存储查询技术等。在Kylin操作系统平台上使用C++语言开发消息中间件。测试结果表明,软件能够支持较高的数据吞吐量,支持多客户并发连接和数据动态订阅/退订需求。     

基于广义预测的双转动扫描系统同步控制

针对遥感相机扫描系统双转动装置的同步控制要求,提出一种基于广义预测模型的交叉耦合同步控制策略。建立基于广义预测控制的模型,结合交叉耦合同步控制策略,实现双转动装置的控制精度要求。为了使交叉耦合同步算法提供的误差在两个电动机中的分配更加合理,引入分配因子,并进行自适应选择,最终削弱由于系统特性的不匹配及环境的不确定性等因素产生的双转动扫描系统同步误差,使其满足控制精度的要求。通过仿真实验,发现随着预测步数的增大,系统的同步误差减小,控制精度提高,满足同步控制精度的要求,验证了所提出方法的有效性。     

航天软件系统事故机理与模型研究

随着航天软件系统规模、复杂度、软硬件交互程度的提高,系统事故可能不仅涉及软件或硬件失效,很多情况下还可能由于系统部件间的交互紊乱等原因所引起。传统的事故链等模型在描述结构、交互关系复杂的航天软件系统事故时存在局限。本文在梳理航天软件系统事故因素、分析系统事故机理的基础上,建立了缺陷模型库,并提出了一种可清晰描述复杂软件系统事故发生、缺陷形成机理的事故集成模型及建模方法。上述机理及模型研究成果,可用于事故的分析与预防,以及前期的安全性设计与质量管理等工作,对于提升软件系统的安全性具有重要意义。     

萤火一号火星探测器综合测试软件技术

对YH-1火星探测器测试软件设计进行了研究.介绍了软件系统的结构与组成、通信协议和运行模型.采用了面向对象设计、多线程、曲线显示双缓冲、共享循环数据缓冲区的多曲线显示技术、遥测组合计算,以及数据库等设计.实际应用效果表明:设计的综合测试软件系统具有测试体系结构通用化、数据分析功能和运行性能良好等优点.     

三模冗余对SRAM型FPGA寄存器上电状态的影响分析

SRAM型FPGA容易受到空间辐射环境引起的单粒子翻转效应影响,造成软件在轨故障进而影响任务成败,因此在空间应用时普遍采用三模冗余技术进行设计加固来提高软件可靠性。使用Xilinx TMRTool工具实现SRAM型FPGA的三模冗余是目前流行的三模冗余实现方式,该方式无需额外编写代码,简化了设计师的工作。分析了Xilinx TMRTool对软件网表文件的改变流程和机理,对比了三模冗余处理前后FPGA寄存器的不同布局布线结果,分析了三模冗余工具对寄存器置位和复位的影响,给出了以SRAM型FPGA为核心控制器的产品设计建议。     

一种用于检测自动测试系统故障冗余机制的故障注入方法的研究与应用

鉴于自动测试系统研究中缺乏确认其故障冗余属性的手段,提出一种基于对比策略的故障注入系统。系统采用硬件注入和软件仿真相结合的方法实现,故障注入由专门研制的电压信号发生器、电流信号发生器、后驱动电路完成,自动测试系统的正常运行通过软件仿真完成。实验结果表明利用该系统能发现自动测试系统的软件缺陷,并能对其故障冗余属性进行确认。     

卫星控制系统的三机容错计算机系统

本文讨论了容错计算机的三种容错结构,即D/S(双机变单机)、TMR/J(三模冗余变单机)、以及TMR/D/S(三模冗余变双机再变单机)结构。给出了三种容错结构的可靠性数学模型,对影响可靠性的诸多因素进行了讨论、比较,确定采用TMR/S方案。文中对TMR/S的硬件设置及容错管理程序做了简要介绍。对从事容错设计的工程技术人员有一定参考价值。     

航天软件测试用例设计方法应用

介绍了航天软件测试中常用的测试用例设计方法,描述了航天软件常采用的可靠性措施(如“三取二”冗余设计、时序冗余控制等),提出了采用等价类划分和因果图进行用例设计的方法,给出了其工程应用实例,并总结了软件测试需求分析、用例设计的基本思路和步骤。     

基于VC＋＋的液氧/煤油动力系统自动紧急关机软件设计与应用

自动紧急关机系统是火箭动力系统试验的关键环节,是推进系统和试验台的有力安全保障。针对液氧/煤油动力系统热试车威力大、响应快的系统特性,研发了基于VXI的数据采集系统及紧急关机系统,依据功能需求设计开发了基于VC＋＋的关机判读软件。首先设计了关机判读软件系统的采集、报警、实时存储、图像显示等基本功能模块,其次阐述了基于VC＋＋的关机判读软件的具体实施方案,包括软件应用环境和核心程序流程,展示了关机判读软件的应用主界面;详细分析了影响自动关机响应时间的主要因素;通过一百多组模拟数据进行了软件功能性、故障检测能力等多方面的测试,实时性和准确度均达到了系统设计要求。某次液氧/煤油动力系统热试车对本系统的应用进一步验证了其性能的优异性。     

一种高速可靠的大体量星载软件重构方案设计

随着星载软件的复杂度与体量不断增加,对软件在轨重构并进行更新维护的功能愈发重要。当软件越来越大时,使用低速通道进行重构的方案在时间上难以满足在一个测控弧段内重构软件的需求。同时,大软件使得数据存储空间更为紧缺,无法使用三模冗余等传统方法保证程序数据的可靠安全。因此,本文提出了一种使用高速通道的可靠的大体量星载软件重构方案。以固化在PROM （可编程只读存储器）上的引导监控程序作为根本保障,构建一个存于MRAM （磁随机存储器）上专门用于高速重构软件的安全模式程序作为方案核心,并给星载软件加入自重构功能作为最常用的重构方式。通过地面测试与在轨实验表明：该方案能够保证大体量软件重构功能的高速度与高可靠性,让星载软件的更新与维护更加安全与便捷。     

某航天着陆试验场网络传输系统设计与实现

航天着陆试验场需要进行控制指令、回令、测量数据、音视频信息的传输。设计双冗余传输网络,在层次结构上分为接入层和核心层,各层部署互为热备份的冗余网络设备,各层之间通过冗余路径连接,从而消除由单点故障引起的通信中断;根据不同类型的接入主机,划分不同的虚拟子网(VLAN),在链路层隔离不同种类信息的互扰,同时有效阻止广播风暴;在传输层采用IP交换机制,实现不同VLAN之间的信息交换。对于控制指令与回令,采用具有可靠保证的TCP协议进行传输;对于大量的测量数据和音视频信息,采用快捷的UDP组播协议进行传输。实践证明,网络传输系统完全能够满足试验场各类信息的安全、可靠、实时传输。     

基于TMS320C6701的程序冗余加载设计方法

为满足航天产品高可靠性、高安全性的要求,用户对软件存储和加载方式也提出了更多的需求,如程序三区冗余备份、在轨重构等。TMS320C6701是一款高精度浮点数字信号处理芯片,其运算速度快、实时性高,近年来广泛应用于电机控制、轨道运算等宇航软件产品中。TMS320C6701内部程序区和数据区独立,设计师需要编写二次引导程序实现代码和数据的先后加载。根据TMS320C6701的加载特性,将二次引导与重构功能结合,设计了一个引导系统。引导系统对应用软件进行三取二判决,将判决结果加载至RAM中运行,并通过总线实现应用软件的更新。实验证明,该系统可以通过总线通信对应用软件重构升级,大大提高了软件的可靠性和可维护性,且缩短了单机研制周期和维护成本。     

分布式数据库中的查询优化

分布式数据库系统由于数据的分布和冗余使得分布式查询处理增加了许多新的内容和复杂性,对于一个给定的查询,通常会有多种可能的策略,查询优化就是从这许多策略中找出最有效查询计划的一种处理过程。论文简要介绍分布式数据库系统查询优化的目标、策略,并针对分布式数据库系统的查询优化的典型方法,进行了分析、总结。     

基于插件的航天器测试总控软件系统设计

目前,我国测试总控软件系统存在总控核心软件版本较老、维护和升级困难、系统开放性不足、缺少统一的标准和规范等问题,文章提出了一种基于Java OSGi标准的插件化总控软件系统(PMCS),对PMCS软件的体系架构设计和技术路线进行了详细介绍。PMCS基于地面监视与控制模型(MCM),采用动态可配置的插件化体系结构,并将功能模块划分为核心模块和扩展模块,核心模块可在不同任务间通用,扩展模块可以根据需要进行灵活的部署和修改。经验证,文章提出的技术路线切实可行,可为我国地面总控软件系统的研发提供参考。     

卫星导航系统监测站软件设计与实现

从卫星导航系统监测站的需求出发,介绍监测站软件系统结构设计,从可靠性和实时性的角度论述软件采用的实现策略,详细讨论有关数据处理技术和主备机切换技术的具体设计和实现。     

一种星载计算机操作系统容错引导算法研究

将软件冗余备份与SPARC V8构架芯片EDAC相结合,提出了一种新型星载计算机操作系统容错引导算法。该算法首先在EEPROM中备份三份操作系统文件,星载机上电或复位后,利用硬件EDAC功能对引导的操作系统文件进行错误检测及纠错,当检测主操作系统文件错误并且无法纠错时,则屏蔽错误操作系统文件自动引导备份操作系统文件,星载机仍可正常启动。与目前采用的硬件编码容错技术及软件冗余容错算法相比,该算法在有效降低硬件成本和软件消耗的同时,实现了对操作系统文件的检错纠错及错误屏蔽功能,提高了操作系统数据的可靠性。该算法可以为星载机容错设计提供参考。     

液体火箭发动机异构CAD三维模型装配技术分析与应用

针对某新型液体火箭发动机三维模型装配技术应用现状,不同三维建模工具之间数据格式互不兼容,不能相互调用,以及在产品数据管理系统中,异构CAD三维模型装配无法自动生成产品BOM结构,装配信息无法跨软件进行传递。对Pro/E与NX三维模型相互调用、异构三维模型装配、产品BOM结构自动生成、更改同步等问题进行了研究,采取轻量化模型JT和中间格式进行装配实现异构CAD三维模型的装配和管理,采用轻量化模型JT装配方法,既可以保证JT与三维模型的一致性,也可以实现装配BOM结构的自动生成和更新。采用STEP中间格式进行装配,解决了产品数据管理系统中对轻量化模型转换控制,降低了CAD集成环境下异构三维模型的装配要求,确保了STEP文件与三维模型的一致性,实现了异构CAD三维模型在统一环境下BOM结构的自动更新和发动机技术状态的管控。     

推进剂利用系统液位采集故障的分析与改进设计

研究了基于三冗余控制方案的推进剂利用系统液位信号采样的原理,深入分析了系统试验中液位信号采集故障的问题,进一步采用了一种基于周期延时的行末点换行策略,彻底解决了三冗余状态下由不同步带来的液位信号采集故障问题。