一种冗余仲裁机制的可重构星载计算机

摘要

一种冗余仲裁机制下的可重构星载计算机，由主处理单元、备份处理单元、仲裁模块、电源管理模块组成，其中主、备份处理单元采用双机冷备份模式，基于PowerPC处理器及软件可重构接口，可通过星地链路实现星载计算机的软件重构。仲裁模块内部存储星载计算机故障检测、自校验及双机双机切换仲裁算法，由两组FPGA构成，分别实时检测处理单元故障并进行内部自校验，形成对主、备份处理单元故障判别及双机切换的冗余仲裁，最后以指令形式将复位、切换等仲裁结果通报电源管理模块执行。本发明的可重构星载计算机进行处理单元冷备份设计，利用仲裁模块进行故障检测与双机切换，处理能力强、功能灵活、可靠性高，能耗低，对微、纳卫星电子系统研制有重要价值。

主权项

一种冗余仲裁机制的可重构星载计算机，其特征在于：包括主处理单元(1)、备份处理单元(2)、仲裁模块(3)、电源管理模块(6)；主处理单元(1)由PowerPC处理器(8)、处理器配置CPLD(9)、存储器(10)、软件重构接口(11)、CAN总线接口(12)组成，PowerPC处理器(8)通过数据、地址总线分别与处理器配置CPLD(9)和存储器(10)连接，并从处理器配置CPLD(9)读取配置字进行主频、时钟及接口初始化配置，从存储器(10)中加载VxWorks操作系统、星务管理、姿轨测量与控制功能的星载计算软件，软件重构接口(11)通过PowerPC处理器(8)的SCC接口扩展，提供星载计算机软件在轨重构接口，CAN总线接口(12)通过PowerPC处理器(8)的SPI接口扩展，提供星载计算机与星上其他外设通信链路，备份处理单元(2)功能、结构与主处理单元(1)相同并构成双机冷备份，在故障情况下进行双机切换，仲裁模块(3)内存故障检测、自校验及双机切换仲裁算法(7)，对主处理单元(1)和备份处理单元(2)进行故障检测和切换仲裁，电源管理模块(6)提供星载计算机二次电源及主处理单元(1)和备份处理单元(2)的供电切换开关。