基于ARM的高性能星載容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

　　根據(jù)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的工作狀態(tài)，星上電子系統(tǒng)可以分為正常、降級(jí)、警戒三個(gè)安全等級(jí)。正常狀態(tài)表示兩臺(tái)計(jì)算機(jī)均正常工作，其中一臺(tái)備份;降級(jí)狀態(tài)代表一臺(tái)正常工作，另外一臺(tái)已經(jīng)失效并且電源已關(guān)閉;警戒狀態(tài)表示兩臺(tái)計(jì)算機(jī)均失效。在降級(jí)狀態(tài)下可以通過正常工作的計(jì)算機(jī)和地面遙控指令重啟失效計(jì)算機(jī)的電源，檢測(cè)其是否為不可恢復(fù)的故障。如果失效機(jī)能通過重新上電恢復(fù)正常工作，則系統(tǒng)恢復(fù)為正常安全等級(jí)。在警戒狀態(tài)下仲裁電路將給兩臺(tái)星載計(jì)算機(jī)強(qiáng)制重新上電，直到其中一臺(tái)恢復(fù)正常，對(duì)星載計(jì)算機(jī)進(jìn)行最后的嘗試。

　　軟件設(shè)計(jì)方案

　　基于LPC2478的星上電子系統(tǒng)軟件采用C語言集成開發(fā)環(huán)境ADS軟件進(jìn)行編寫。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠?qū)π巧系母鱾€(gè)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理和操作，對(duì)星上設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行判斷和處理，并采用多級(jí)中斷保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

　　星上軟件的結(jié)構(gòu)主要采用循環(huán)和中斷的方式，見圖4。在完成處理器自身和設(shè)備的初始化之后，程序進(jìn)入主循環(huán)。每個(gè)循環(huán)中需要完成各個(gè)通道的A/D采集和電平狀態(tài)檢測(cè)，對(duì)獲取的狀態(tài)信息進(jìn)行分析比較，然后更新狀態(tài)數(shù)組。如果狀態(tài)數(shù)據(jù)檢測(cè)出現(xiàn)異常，程序?qū)⒂|發(fā)軟件中斷，進(jìn)入相應(yīng)的故障處理程序。

　　對(duì)設(shè)備的操作和任務(wù)都采用中斷處理的方式，每個(gè)任務(wù)都有對(duì)應(yīng)的中斷優(yōu)先級(jí)和服務(wù)程序，高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)能夠中斷低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)。星上的數(shù)據(jù)采用集中的方式進(jìn)行管理，每次操作都對(duì)固定的地址進(jìn)行讀寫。狀態(tài)數(shù)據(jù)每隔5分鐘在FLASH內(nèi)對(duì)應(yīng)的隊(duì)列中存儲(chǔ)一次，地面能下載歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)并進(jìn)行星上狀態(tài)跟蹤。雙機(jī)還可以通過心跳信號(hào)共享對(duì)方的狀態(tài)數(shù)據(jù)。