论文摘要
世界科技的进步推动了卫星技术研究的发展,小卫星具有体积小,重量轻,灵活性好的优势,成为卫星领域研发的重点。星载信息处理平台是小卫星的信息处理核心,特殊的空间环境决定了对其可靠性能要求相当高。这使得星载信息处理平台的可靠性设计技术成为国内外航天领域研究的重点之一。本文提出了一种星载信息处理平台容错体系结构。首先介绍了信息处理平台系统级双机容错体系结构和单系统的体系结构。随后,根据功能模块划分,对信息处理平台内的处理器模块、控制模块、电源模块、存储器模块和接口模块分别进行模块级的容错技术研究,其中包括处理器模块的基本设计、控制模块抗空间单粒子效应的容错设计方案选用、电源模块过流保护技术、存储器模块冗余技术和接口模块的结构设计。通过模块级容错技术和系统级双机容错技术的应用,提高了星载信息处理平台的可靠性能。在单系统容错设计的基础上,本文重点关注星载信息处理平台双机容错技术。将单系统的容错技术运用到系统级的双机容错技术中,进一步提高系统的可靠性。本文分别从双机容错系统的硬件和软件两方面进行分析,并重点研究了双机容错系统中以FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)器件为核心的双机监控机制。通过性能测试,验证了双机容错系统设计的有效性。本文还在星载信息处理平台中引入CAN(Controller Area Network,控制器区域网络)总线的容错设计。结合信息处理平台的体系结构,从硬件和软件两方面研究双CAN冗余的可靠性设计方案。通过引入CAN总线,使系统在通信和数据传输性能上有了较大的进步。而通过CAN总线双冗余设计,则进一步提高了通信接口的可靠性。在本文最后,完成了星载信息处理平台原型系统的实现,并对其进行了测试验证,测试结果表明该平台功能完善,性能良好、结构可靠。如果将原型系统进行宇航级器件的改进,将可实际应用于实际星载设备中。
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标签：星载信息处理平台论文; 模块级划分论文; 双机容错论文; 总线论文;