當(dāng)前基于宇航級(jí)抗輻照電子元器件的衛(wèi)星平臺(tái)計(jì)算機(jī)存在價(jià)格昂貴、批量小、制造周期長、性能升級(jí)慢、體積大的缺點(diǎn),逐漸無法滿足日益增長空間任務(wù)系統(tǒng)的需求。商業(yè)現(xiàn)貨器件(COTS)因其技術(shù)先進(jìn)、性能相對(duì)優(yōu)越、集成度高、價(jià)格便宜等特點(diǎn),受到有小型化、高性能電子設(shè)備需求的宇航型號(hào)的青睞。如何能更高效地利用商用元器件相關(guān)技術(shù),逐漸成為研究熱點(diǎn)。但是,普通的工業(yè)級(jí)器件直接用于航天領(lǐng)域存在較大的風(fēng)險(xiǎn),其可靠性難以得到保證。為此,提出了一種基于COTS器件的異構(gòu)冗余星載計(jì)算機(jī)核心系統(tǒng)加固設(shè)計(jì)方法。該方法在芯片選型上,選用相對(duì)低的質(zhì)量等級(jí)、性能較高的元器件,在硬件設(shè)計(jì)上,采取了多模異構(gòu)冗余備份的容錯(cuò)方式,軟件配合硬件設(shè)計(jì),采取"三模表決"等策略。通過計(jì)算分析該方案可靠性提升顯著,已應(yīng)用于某型號(hào)商業(yè)衛(wèi)星,在軌運(yùn)行穩(wěn)定,表現(xiàn)良好。

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【部分圖文】：

圖1異構(gòu)冗余加固系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

綜上所述,本文設(shè)計(jì)星載計(jì)算機(jī)核心系統(tǒng)由單個(gè)多核的CPU,SPI接口的MRAM、Nor型Flash、FRAM組成三模異構(gòu)程序存儲(chǔ)器,具有ECC校驗(yàn)功能的MRAM和SRAM組成的雙冗余異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器組成,其設(shè)計(jì)如圖1所示。1.4軟件設(shè)計(jì)

圖2核心系統(tǒng)存儲(chǔ)器備份策略

本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括CPU、SPINorFlash、SPIMRAM、SPIFRAM、并行SRAM、并行MRAM等器件。該系統(tǒng)同未加固的COTS器件和宇航級(jí)器件設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比來評(píng)估其改進(jìn)效果。未加固的COTS器件系統(tǒng)和宇航級(jí)器件系統(tǒng)均由CPU、NorFlash、并行SRA....

圖3未加固COTS系統(tǒng)可靠度模型

未加固COTS系統(tǒng)主要由CPU、NorFlash、并口SRAM組成,三者呈串聯(lián)關(guān)系,即三者中任一故障就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)故障,據(jù)此建立其可靠度模型如圖3所示。該模型的可靠度計(jì)算公式為:

圖4宇航級(jí)系統(tǒng)可靠度模型

常規(guī)宇航級(jí)系統(tǒng)構(gòu)成同常規(guī)COTS系統(tǒng)相似,三者呈串聯(lián)關(guān)系,其可靠度模型如圖4所示。該模型的可靠度計(jì)算公式為:

本文編號(hào)：3927026