星載計算機的硬件容錯設(shè)計與可靠性分析
發(fā)布時間:2021-06-20 19:26
星載計算機是衛(wèi)星的核心部件,主要負(fù)責(zé)姿態(tài)控制、任務(wù)管理、數(shù)據(jù)處理等任務(wù)。在空間輻射環(huán)境中,星載計算機內(nèi)部的電子器件將受到高能粒子的嚴(yán)重影響,出現(xiàn)工作異;蚬收。另外,星載計算機的工作具有長期性和不可維護性。因此,星載計算機需具備極高的可靠性,這對其容錯設(shè)計與可靠性分析都提出了較高的技術(shù)要求。星載計算機的硬件容錯設(shè)計是指在系統(tǒng)級、電路級、器件級等多個層次為星載計算機提供可靠的硬件設(shè)備支持。本文針對單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng),提出了可通信的高可靠雙機溫備方案和具有刷新功能的存儲器容錯技術(shù),構(gòu)成了基于FPGA的多級容錯機制,旨在提高整個系統(tǒng)的抗單粒子翻轉(zhuǎn)能力;同時,針對單粒子閉鎖效應(yīng),設(shè)計了重啟時間可控的抗單粒子閉鎖電路,以保護關(guān)鍵器件和系統(tǒng)能夠正常運行。最后,在星載計算機的原型系統(tǒng)中實現(xiàn)了這些容錯方案,證明了這些方案的正確性和可行性。可靠性分析是通過定性和定量的方法,為系統(tǒng)的可靠性及失效特性建立可靠性模型?煽啃苑治鰹橄到y(tǒng)能否完成預(yù)定任務(wù)提供科學(xué)的理論驗證,以避免由于設(shè)計失誤而導(dǎo)致整體任務(wù)的失敗。由于采用了多種容錯設(shè)計方案,星載計算機的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出許多新特點,例如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、參數(shù)多樣化等。本文將針對星載計...
【文章來源】:國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.1雙機備份的四種工作方式
圖 3.10 FLASH 的刷新流啟時間可控的抗 SEL案地形成一個低阻通路,過器件典型的操作電流閉鎖狀態(tài),維持閉鎖狀狀態(tài),只有當(dāng)電源電壓斷開電源[107]。因此,抗大電流之后重啟電源[108,知,解決方案主要包括開啟的開關(guān)裝置。過流端分別接參考電流和負(fù)多公司生產(chǎn)的過流檢測
國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文提下,提高系統(tǒng)在軌期間的平均故障間隔時間(M),縮短系統(tǒng)出現(xiàn)失效后的平均修復(fù)時間(Mea一目標(biāo)的基本方法就是進行低代價的冗余容錯,微處理器類星載計算機系統(tǒng)如何應(yīng)對 SEU 和 S層次的容錯技術(shù)分為雙模結(jié)構(gòu)、三模結(jié)構(gòu)和其他板計算機是 Maxwell 公司為了滿足航天工業(yè)的需載計算機。SCS750 采用高性能的處理器 PowerP冗余(Triple Modular Redundancy, TMR)、對r Detection And Correction, EDAC)等硬件容錯如圖 1.2。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]空間輻射環(huán)境概述[J]. 李桃生,陳軍,王志強. 輻射防護通訊. 2008(02)
[2]大規(guī)模集成電路單粒子閉鎖輻射效應(yīng)測試系統(tǒng)[J]. 賀朝會,耿斌,李永宏,惠衛(wèi)東. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2005(06)
[3]航天器控制應(yīng)用的星載計算機技術(shù)[J]. 楊孟飛,郭樹玲,孫增圻. 航天控制. 2005(02)
[4]商用器件的空間應(yīng)用需求、現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 姜秀杰,孫輝先,王志華,張利. 空間科學(xué)學(xué)報. 2005(01)
[5]利用FPGA實現(xiàn)模式可變的衛(wèi)星數(shù)據(jù)存儲器糾錯系統(tǒng)[J]. 蔣洵,熊劍平,尤政. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2002(08)
[6]小衛(wèi)星星上計算機系統(tǒng)可靠性研究[J]. 馬秀娟,曹喜濱,馬興瑞. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2002(08)
[7]TS-1.1小衛(wèi)星星務(wù)計算機系統(tǒng)設(shè)計[J]. 曲峰,崔剛,楊孝宗. 計算機工程與科學(xué). 2002(02)
[8]小衛(wèi)星星載計算機系統(tǒng)可靠性設(shè)計與分析[J]. 馬秀娟,曹喜濱,徐國棟. 東北師大學(xué)報(自然科學(xué)版). 2001(04)
[9]實踐五號衛(wèi)星及其飛行成果[J]. 馬興瑞,張永維,白照廣. 中國航天. 1999(11)
[10]空間輻射環(huán)境中的輻射效應(yīng)[J]. 王同權(quán),沈永平,王尚武,張樹發(fā). 國防科技大學(xué)學(xué)報. 1999(04)
博士論文
[1]空間信息處理系統(tǒng)可靠性設(shè)計與分析關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉東.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]星載計算機COTS技術(shù)下抗SEL輻射效應(yīng)研究與實現(xiàn)[D]. 李毅.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
[2]星載COTS計算機的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計及其抗SEU研究[D]. 黃影.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
本文編號:3239788
【文章來源】:國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.1雙機備份的四種工作方式
圖 3.10 FLASH 的刷新流啟時間可控的抗 SEL案地形成一個低阻通路,過器件典型的操作電流閉鎖狀態(tài),維持閉鎖狀狀態(tài),只有當(dāng)電源電壓斷開電源[107]。因此,抗大電流之后重啟電源[108,知,解決方案主要包括開啟的開關(guān)裝置。過流端分別接參考電流和負(fù)多公司生產(chǎn)的過流檢測
國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文提下,提高系統(tǒng)在軌期間的平均故障間隔時間(M),縮短系統(tǒng)出現(xiàn)失效后的平均修復(fù)時間(Mea一目標(biāo)的基本方法就是進行低代價的冗余容錯,微處理器類星載計算機系統(tǒng)如何應(yīng)對 SEU 和 S層次的容錯技術(shù)分為雙模結(jié)構(gòu)、三模結(jié)構(gòu)和其他板計算機是 Maxwell 公司為了滿足航天工業(yè)的需載計算機。SCS750 采用高性能的處理器 PowerP冗余(Triple Modular Redundancy, TMR)、對r Detection And Correction, EDAC)等硬件容錯如圖 1.2。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]空間輻射環(huán)境概述[J]. 李桃生,陳軍,王志強. 輻射防護通訊. 2008(02)
[2]大規(guī)模集成電路單粒子閉鎖輻射效應(yīng)測試系統(tǒng)[J]. 賀朝會,耿斌,李永宏,惠衛(wèi)東. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2005(06)
[3]航天器控制應(yīng)用的星載計算機技術(shù)[J]. 楊孟飛,郭樹玲,孫增圻. 航天控制. 2005(02)
[4]商用器件的空間應(yīng)用需求、現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 姜秀杰,孫輝先,王志華,張利. 空間科學(xué)學(xué)報. 2005(01)
[5]利用FPGA實現(xiàn)模式可變的衛(wèi)星數(shù)據(jù)存儲器糾錯系統(tǒng)[J]. 蔣洵,熊劍平,尤政. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2002(08)
[6]小衛(wèi)星星上計算機系統(tǒng)可靠性研究[J]. 馬秀娟,曹喜濱,馬興瑞. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2002(08)
[7]TS-1.1小衛(wèi)星星務(wù)計算機系統(tǒng)設(shè)計[J]. 曲峰,崔剛,楊孝宗. 計算機工程與科學(xué). 2002(02)
[8]小衛(wèi)星星載計算機系統(tǒng)可靠性設(shè)計與分析[J]. 馬秀娟,曹喜濱,徐國棟. 東北師大學(xué)報(自然科學(xué)版). 2001(04)
[9]實踐五號衛(wèi)星及其飛行成果[J]. 馬興瑞,張永維,白照廣. 中國航天. 1999(11)
[10]空間輻射環(huán)境中的輻射效應(yīng)[J]. 王同權(quán),沈永平,王尚武,張樹發(fā). 國防科技大學(xué)學(xué)報. 1999(04)
博士論文
[1]空間信息處理系統(tǒng)可靠性設(shè)計與分析關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉東.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]星載計算機COTS技術(shù)下抗SEL輻射效應(yīng)研究與實現(xiàn)[D]. 李毅.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
[2]星載COTS計算機的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計及其抗SEU研究[D]. 黃影.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
本文編號:3239788
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