基于ARM的高性能星載容錯計算機(jī)系統(tǒng)

　　根據(jù)兩臺計算機(jī)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(jī)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(jī)均失效。在降級狀態(tài)下可以通過正常工作的計算機(jī)和地面遙控指令重啟失效計算機(jī)的電源，檢測其是否為不可恢復(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。在警戒狀態(tài)下仲裁電路將給兩臺星載計算機(jī)強(qiáng)制重新上電，直到其中一臺恢復(fù)正常，對星載計算機(jī)進(jìn)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(jìn)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(jìn)行統(tǒng)一的管理和操作，對星上設(shè)備狀態(tài)進(jìn)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(jìn)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(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(jìn)行管理，每次操作都對固定的地址進(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(jìn)行星上狀態(tài)跟蹤。雙機(jī)還可以通過心跳信號共享對方的狀態(tài)數(shù)據(jù)。