手機(jī)衛(wèi)星抗輻照容錯(cuò)綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及驗(yàn)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(lái)越多的元器件替代傳統(tǒng)的高等級(jí)抗輻照器件廣泛應(yīng)用到航天器的設(shè)計(jì)中，大大降低了航天飛行器的研發(fā)成本，同時(shí)其成熟的開(kāi)發(fā)平臺(tái)也大大縮短了飛行器研發(fā)時(shí)間。然而傳統(tǒng)商用電子元器件面對(duì)空間輻射環(huán)境的影響時(shí)，特別是對(duì)于單粒子事件所引起的狀態(tài)位翻轉(zhuǎn)并沒(méi)有有效的防護(hù)措施。本文基于手機(jī)衛(wèi)星星載綜合電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，軟件上使用CFCSS(Control Flow Checking by Software Signa

2、tures)，多線程冗余以及存儲(chǔ)器三模備份加固的方法實(shí)現(xiàn)了軟件的檢錯(cuò)與糾錯(cuò)技術(shù)；硬件上使用硬件看門(mén)狗電路和多模冗余備份的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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(jī)冗余備份的容錯(cuò)模式，并引入系統(tǒng)可靠性分析模型以及Markov隨機(jī)過(guò)程的基礎(chǔ)理論，對(duì)雙機(jī)冗余系統(tǒng)進(jìn)行可靠性建模，最后同單機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行比較分析結(jié)果顯示，雙機(jī)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(jì)

3、并實(shí)現(xiàn)了C語(yǔ)言平臺(tái)下CFCSS分支跳轉(zhuǎn)加固算法，通過(guò)故障注入實(shí)驗(yàn)，該設(shè)計(jì)能及時(shí)檢測(cè)出錯(cuò)誤并通過(guò)重復(fù)執(zhí)行的方式進(jìn)行恢復(fù)；同時(shí)設(shè)計(jì)了Android系統(tǒng)多線程檢錯(cuò)回卷恢復(fù)的調(diào)度機(jī)制；AVR芯片非易失存儲(chǔ)器中三模冗余的糾錯(cuò)恢復(fù)設(shè)計(jì)，通過(guò)仿真分析證明該設(shè)計(jì)有效提高了系統(tǒng)的可靠性。
　　文章最后具體介紹了手機(jī)衛(wèi)星星載綜合電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其工作模式。并針對(duì)雙冗余通信備份、星載計(jì)算機(jī)程序在軌更新以及星載計(jì)算機(jī)可靠性備份進(jìn)行了重點(diǎn)介紹。通過(guò)仿真分析