發(fā)布時間：2018-06-26 23:00

  本文選題：立方星 + 星載計算機(jī)�。� 參考：《南京理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：近年來,立方星因具有標(biāo)準(zhǔn)化、成本低、研制周期短等特點(diǎn),逐漸成為微小衛(wèi)星領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。立方星采用商用元器件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計,這給立方星星載計算機(jī)的設(shè)計工作帶來了巨大挑戰(zhàn),不僅需要滿足體積、質(zhì)量和功耗等方面的指標(biāo),而且還要達(dá)到航天系統(tǒng)的高可靠性要求。本文充分調(diào)研了國內(nèi)外立方星星載計算機(jī)的設(shè)計方法,在總結(jié)了各種容錯技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出一種可實現(xiàn)故障重組的雙機(jī)容錯結(jié)構(gòu)方案,該結(jié)構(gòu)通過在通信總線上增加容錯協(xié)議的方法,解決了雙機(jī)結(jié)構(gòu)中仲裁器失效導(dǎo)致系統(tǒng)故障的問題,并且能夠有效控制雙機(jī)切換時間。另外,本文利用商用元器件富余的高性能,提出通過軟件實現(xiàn)信息容錯和軟件容錯的方法對抗單粒子效應(yīng),以提高存儲器數(shù)據(jù)和程序執(zhí)行的可靠性。在存儲器可靠性分析方面,考慮了單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)作用已發(fā)生錯誤位導(dǎo)致錯誤修復(fù)的情況,建立了更準(zhǔn)確的模型。通過軟硬件結(jié)合的分析方法,對故障重組容錯結(jié)構(gòu)的可靠性模型進(jìn)行了仿真,并通過故障注入實驗對原理樣機(jī)進(jìn)行了驗證,結(jié)果表明該容錯方法具有較大優(yōu)勢,可以極大地提高星載計算機(jī)的可靠性。本文提出的容錯方法具有高集成度、高可靠性和低功耗的優(yōu)點(diǎn),滿足立方星星載計算機(jī)的設(shè)計要求,所使用的方法具有靈活性和一般性,可以在其他衛(wèi)星系統(tǒng)中得到應(yīng)用。
[Abstract]:In recent years, cubic star has become a research hotspot in the field of micro satellite due to its characteristics of standardization, low cost and short development period. Cubic star uses commercial components for system design, which brings great challenges to the design of cubic star computer. It not only needs to meet the requirements of volume, quality and power consumption, etc. And also to meet the high reliability requirements of space systems. In this paper, the design methods of cubic star computer at home and abroad are investigated. On the basis of summing up various fault-tolerant technologies, a dual fault tolerant structure scheme is proposed, which can realize fault recombination. By adding fault-tolerant protocols to the communication bus, the structure solves the problem of the system failure caused by the failure of the arbiter in the dual-machine architecture, and can effectively control the switching time of the two computers. In addition, in order to improve the reliability of memory data and program execution, this paper proposes a method of information fault tolerance and software fault tolerance against single particle effect, which is based on the high performance of commercial components. In the aspect of memory reliability analysis, a more accurate model is established by taking into account the fact that the single particle flip effect has been caused by the error bit and the error repair has been caused by the error bit. The reliability model of fault recombination fault-tolerant structure is simulated by combining software and hardware, and the principle prototype is verified by fault injection experiment. The results show that the fault-tolerant method has great advantages. The reliability of the spaceborne computer can be greatly improved. The fault-tolerant method proposed in this paper has the advantages of high integration, high reliability and low power consumption. It can meet the design requirements of cubic starboard computer. The proposed method is flexible and general, and can be used in other satellite systems.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP302.8

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本文編號：2071717