手機衛(wèi)星抗輻照容錯綜合電子系統(tǒng)設(shè)計及驗證.pdf

1、隨著衛(wèi)星向微型化，高性能，商業(yè)化的快速發(fā)展，越來越多的元器件替代傳統(tǒng)的高等級抗輻照器件廣泛應(yīng)用到航天器的設(shè)計中，大大降低了航天飛行器的研發(fā)成本，同時其成熟的開發(fā)平臺也大大縮短了飛行器研發(fā)時間。然而傳統(tǒng)商用電子元器件面對空間輻射環(huán)境的影響時，特別是對于單粒子事件所引起的狀態(tài)位翻轉(zhuǎn)并沒有有效的防護措施。本文基于手機衛(wèi)星星載綜合電子系統(tǒng)的設(shè)計，軟件上使用CFCSS(Control Flow Checking by Software Signa

2、tures)，多線程冗余以及存儲器三模備份加固的方法實現(xiàn)了軟件的檢錯與糾錯技術(shù)；硬件上使用硬件看門狗電路和多模冗余備份的系統(tǒng)設(shè)計，使得系統(tǒng)可靠性有了明顯的提升，其具體內(nèi)容如下：
　　首先歸納并分析了廣泛使用的雙機冗余備份的容錯模式，并引入系統(tǒng)可靠性分析模型以及Markov隨機過程的基礎(chǔ)理論，對雙機冗余系統(tǒng)進行可靠性建模，最后同單機系統(tǒng)進行比較分析結(jié)果顯示，雙機冗余系統(tǒng)平均系統(tǒng)壽命提高了50％。
　　然后基于軟加固的方法，設(shè)計

3、并實現(xiàn)了C語言平臺下CFCSS分支跳轉(zhuǎn)加固算法，通過故障注入實驗，該設(shè)計能及時檢測出錯誤并通過重復(fù)執(zhí)行的方式進行恢復(fù)；同時設(shè)計了Android系統(tǒng)多線程檢錯回卷恢復(fù)的調(diào)度機制；AVR芯片非易失存儲器中三模冗余的糾錯恢復(fù)設(shè)計，通過仿真分析證明該設(shè)計有效提高了系統(tǒng)的可靠性。
　　文章最后具體介紹了手機衛(wèi)星星載綜合電子系統(tǒng)的設(shè)計及其工作模式。并針對雙冗余通信備份、星載計算機程序在軌更新以及星載計算機可靠性備份進行了重點介紹。通過仿真分析