基于ARM的高性能星載容錯計算機系統(tǒng)

　　根據(jù)兩臺計算機的工作狀態(tài)，星上電子系統(tǒng)可以分為正常、降級、警戒三個安全等級。正常狀態(tài)表示兩臺計算機均正常工作，其中一臺備份;降級狀態(tài)代表一臺正常工作，另外一臺已經(jīng)失效并且電源已關(guān)閉;警戒狀態(tài)表示兩臺計算機均失效。在降級狀態(tài)下可以通過正常工作的計算機和地面遙控指令重啟失效計算機的電源，檢測其是否為不可恢復的故障。如果失效機能通過重新上電恢復正常工作，則系統(tǒng)恢復為正常安全等級。在警戒狀態(tài)下仲裁電路將給兩臺星載計算機強制重新上電，直到其中一臺恢復正常，對星載計算機進行最后的嘗試。

　　軟件設(shè)計方案

　　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軟件進行編寫。軟件采用模塊化設(shè)計，能夠?qū)π巧系母鱾€設(shè)備進行統(tǒng)一的管理和操作，對星上設(shè)備狀態(tài)進行判斷和處理，并采用多級中斷保證系統(tǒng)的實時性。

　　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，程序進入主循環(huán)。每個循環(huán)中需要完成各個通道的A/D采集和電平狀態(tài)檢測，對獲取的狀態(tài)信息進行分析比較，然后更新狀態(tài)數(shù)組。如果狀態(tài)數(shù)據(jù)檢測出現(xiàn)異常，程序?qū)⒂|發(fā)軟件中斷，進入相應(yīng)的故障處理程序。

　　對設(shè)備的操作和任務(wù)都采用中斷處理的方式，每個任務(wù)都有對應(yīng)的中斷優(yōu)先級和服務(wù)程序，高優(yōu)先級的任務(wù)能夠中斷低優(yōu)先級的任務(wù)。星上的數(shù)據(jù)采用集中的方式進行管理，每次操作都對固定的地址進行讀寫。狀態(tài)數(shù)據(jù)每隔5分鐘在FLASH內(nèi)對應(yīng)的隊列中存儲一次，地面能下載歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)并進行星上狀態(tài)跟蹤。雙機還可以通過心跳信號共享對方的狀態(tài)數(shù)據(jù)。