空间飞行器容错计算机系统技术研究

摘要

航天器处于活动最集中的区域——近地空间环境中时，由于受到空间高能粒子的辐照，会在长时间工作时产生SEU、SEL等故障。本文针对国内广泛应用的MCS-51系列微控制器，设计了一种双机系统容错设计方案。该方案采用了模块化的容错结构，双机协作任务同步，结合软硬件对输出结果进行比对，提出了利用双机通信实现软件任务级同步的方式来解决同步关键技术。利用CPLD实现切换电路、同步逻辑电路，减少了器件的使用，提高了设计效率,并通过仿真模拟了电路的实际应用效果，测试了系统在多种故障情况下的响应速度，验证了系统的可行性。双机同时运行有效地提高了系统的实时性，并保证了系统的可靠性和安全性。本文通过计算分析了系统的可靠性，并与广泛应用的三模表决、三模－单模、三模－双模－单模冗余系统等，在系统的复杂程度以及可靠性方面进行了比较，论证了这种双机容错系统的可行性及优越性。