本文關鍵詞：全三模冗余星載計算機系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

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【摘要】：隨著航天器任務需求不斷增加，空間任務呈現(xiàn)出多樣性和復雜性的特點。航天器在空間環(huán)境中，始終受到空間復雜環(huán)境的影響。隨著設計成本和開發(fā)難度增加，星載計算機作為衛(wèi)星系統(tǒng)的控制及管理中心，其可靠性和安全性始終是國內外航天科研單位研究的核心，也是亟需解決的本質需求點。 相對避錯技術，采用容錯技術的星載計算機，一定程度上能提高容錯計算機的可靠性和安全性。三模冗余技術作為容錯技術的核心，不僅能解決雙模冗余技術存在的單點故障，而且還可以進行在線修復，完成系統(tǒng)重構。但是由于國內星載計算機系統(tǒng)采用的都是部分功能模塊的三模冗余，仍然存在部分單點故障，可靠性還有進一步的提升空間。 本文對采用三模冗余結構的星載計算機進行了詳細研究，，結合實際技術指標，設計了一種全三模冗余星載計算機系統(tǒng)，所有功能模塊均為同構三模冗余結構，有效解決單模表決模塊存在的單點故障隱患。論文總體側重系統(tǒng)的方案設計與技術實現(xiàn)，首先通過前期星載計算機相關技術背景調研和實際應用需求，設定了系統(tǒng)技術指標。然后，借由總體設計分述同步、交互、表決、故障檢測和系統(tǒng)重構等關鍵技術的解決方法，以及對應詳細的軟硬件實現(xiàn)手段，其中重點闡述了同步技術和表決技術。同步技術依次采用1ms中斷同步和握手同步的兩級同步方式實現(xiàn)精確同步，表決技術采用CPU三機數(shù)據(jù)表決和表決器輸出權表決的“雙重表決”機制。最后，通過系統(tǒng)主要功能模塊測試數(shù)據(jù)和高低溫實驗數(shù)據(jù)，完成系統(tǒng)功能性測試和可靠性測試。分析結果表明，基本達到系統(tǒng)設計要求。同時，對整機性能進行全面分析和總結，指出該系統(tǒng)可進一步優(yōu)化和改善的地方。
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V446

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本文編號：1270039