基于ARM的高性能星載容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

　　星載機(jī)需要根據(jù)星上的能耗狀態(tài)來控制星上設(shè)備的電源。為防止設(shè)備短路導(dǎo)致整星電子系統(tǒng)癱瘓，在各個(gè)設(shè)備的電源入口處都采用MAX471芯片進(jìn)行電流監(jiān)視和MAX890芯片進(jìn)行限流保護(hù)，能夠較好地實(shí)現(xiàn)故障檢測和隔離的功能。

　　本系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上充分發(fā)揮了嵌入式處理器的優(yōu)勢，集數(shù)據(jù)管理和設(shè)備控制于一體，最大限度地利用了片上的接口資源，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、可靠。

　　基于看門狗的雙機(jī)冗余熱備份功能模塊

　　為了提高系統(tǒng)的可靠性，本設(shè)計(jì)采用了基于看門狗的雙機(jī)熱備份方案。正常情況下，兩個(gè)完全一樣的星載計(jì)算機(jī)模塊均上電工作，其中一臺(tái)作為當(dāng)班機(jī)，另外一臺(tái)作為備份機(jī)。雙機(jī)通過CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊(即心跳信號(hào))，通過仲裁電路切換實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的控制，每臺(tái)星載機(jī)都可以對另一臺(tái)星載機(jī)進(jìn)行控制。

　　在正常工作情況下，雙機(jī)均向仲裁電路的片外看門狗電路發(fā)送喂狗脈沖信號(hào)，仲裁電路能夠根據(jù)看門狗電路的輸出判定當(dāng)前雙機(jī)工作是否正常。仲裁電路上片外看門狗的喂狗時(shí)間長于片上看門狗的喂狗時(shí)間，如果LPC2478的片上看門狗使處理器在短時(shí)間內(nèi)復(fù)位成功，則不會(huì)造成片外溢出，否則將會(huì)導(dǎo)致片外看門狗溢出。雙機(jī)均正常的情況下默認(rèn)A機(jī)為有效輸出，如果A機(jī)失效則選擇B機(jī)作為有效輸出，其實(shí)現(xiàn)功能框圖見圖2。

　　雙機(jī)正常工作的情況下通過CAN網(wǎng)絡(luò)定時(shí)向?qū)Ψ桨l(fā)送心跳信號(hào)。如果星載機(jī)在一定時(shí)間內(nèi)沒有收到對方的心跳信號(hào)并且仲裁電路看門狗溢出，則認(rèn)為對方失效并將其電源關(guān)閉，只有通過遙控指令才能將其重新開啟。圖3表示了雙機(jī)熱備份工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過程和條件。