基于热备份的星载电子系统及热备份方法技术方案

技术编号:7101787 阅读:287 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种基于热备份的星载电子系统及热备份方法,所述多个单机通过总线连接,每个单机内部的频率产生单元产生的频率脉冲传送给所有单机的频率比较单元进行频率比较,所有单机以所述频率比较单元输出频率脉冲比较结果设置优先级,优先级最高的单机为主机,当作为主机的单机出现故障导致该单机的频率产生单元无频率脉冲输出时,通过所述频率比较单元切换到当前优先级最高的单机作为主机。本发明专利技术能有效保证星载电子系统在实施任务的过程中当出现单机故障时系统能保证任务实时连续完成,不会造成任务实施中断。同时,对已经出现故障的单机系统,系统还会对其进行复位操作,如果复位成功该单机继续作为备份单机存在,有效提高系统资源的利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种星载电子系统及备份方法,尤其涉及一种基于热备份的星载电子系统及星载电子系统的热备份方法。
技术介绍
由于星载电子系统日趋复杂,器件可靠性问题显得日益重要,有时一块电路的失效会带来整个系统的失效,造成巨大的损失。产品的广义可靠性包括固有可靠性、使用可靠性和可维修性,对于星载电子系统而言不要求具有维修性,设计更多专注于固有可靠性和使用可靠性方面。在外界热、电、机械等应力作用下,发生在星载电子器件内部及界面处的各种物理和化学的变化及效应会对星载电子器件的正常工作产生影响或构成威胁,甚至引起星载电子系统失效。对星载电子器件而言,其失效主要由高能离子、热环境导致的静电损伤、热载流子效应、栅氧击穿、电迁移、翻转、闩锁效应等机制造成,通常的提高电子器件可靠性的方法有改进器件的封装技术及工艺、降低系统功耗、提高器件噪声容忍等。但是恶劣的空间环境仍有很大可能在内部电路中产生瞬时脉冲,为了减少这类错误,系统在体系结构上还设计了系统的纠检错、奇偶校验等机制。星载电子系统需要快速的恢复和修复策略以提高可用性、可靠性和可维护性,在硬件实现上可以分为避错技术和容错技术两大门类。冗余技术是一种典型的容错技术,利用系统中存在的冗余部件来接替故障部件的工作,达到故障屏蔽的目的。航天系统通常采用双模冗余,根据系统中两个部件的工作方式,可以分为双机冷备份、双机热备份和双工热备份,现有冗余备份技术在作切换时都存在时间延迟,不能有效保证星载电子系统在实施任务的过程中当出现单机故障时系统能实时连续完成任务,容易造成任务实施的中断。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种, 克服现有技术星载电子系统存在时间延迟、不能保证实时连续完成任务的技术问题,提高系统的可靠性。本专利技术的技术方案是构建一种基于热备份的星载电子系统,包括多个具有相互备份功能独立工作的单机及连接单机的总线,所述多个单机通过总线连接,所述每个单机包括进行系统功能及备份工作的功能单元、在所述单机工作时产生频率脉冲的频率产生单元、对各单机工作时产生的频率脉冲进行比较的频率比较单元,每个单机的频率产生单元产生的频率脉冲传送给所有单机的频率比较单元进行频率脉冲的比较,所有单机正常工作时产生不同的频率脉冲,所述频率比较单元对所有单机频率产生单元产生的频率脉冲进行比较,所有单机以各自所述频率比较单元输出的频率脉冲比较结果设置优先级,优先级最高的单机为主机,当作为主机的单机出现故障导致该单机的频率产生单元无频率脉冲输出4时,通过所述频率比较单元切换到当前优先级最高的单机作为主机。本专利技术的进一步技术方案是当星载电子系统运行时,所述多个单机均处于工作状态,除主机外的其它单机为从机。本专利技术的进一步技术方案是所述主机与从机互为备份。本专利技术的进一步技术方案是当作为主机的单机出现故障导致该单机的频率降低并切换到其它单机作为主机时,所述星载电子系统对该故障单机进行故障修复。本专利技术的进一步技术方案是当所述单机出现故障时,所述单机的功能单元向该单机的所述频率产生单元发出故障提示,所述频率产生单元接收到故障提示信号后无频率输出。本专利技术的技术方案是构建一种星载电子系统的热备份方法,所述星载电子系统包括多个具有相互备份功能独立工作的单机及连接单机的总线,所述多个单机通过总线连接,所述每个单机包括进行系统功能及备份工作的功能单元、在所述单机工作时产生频率脉冲的频率产生单元、对各单机工作时产生的频率脉冲进行比较的频率比较单元,每个单机的频率产生单元产生的频率脉冲传送给所有单机的频率比较单元进行频率的比较,所有单机正常工作时产生不同的频率脉冲,所述频率比较单元对所有单机频率产生单元产生的频率进行比较,所述热备份方法包括如下步骤初始化单机的优先级将单机的频率设置成多个级别,设置各单机的初始频率,按优先级对单机进行分级;选择主机所有单机正常工作时产生不同的频率,所述频率比较单元对所有单机频率产生单元产生的频率进行比较,所有单机以所述频率比较单元输出频率比较结果设置优先级,选择优先级最高的单机作为主机;单机备份切换当作为主机的单机出现故障导致该单机的频率产生单元无频率脉冲输出时,通过所述频率比较单元切换到当前优先级最高的单机作为主机。本专利技术的进一步技术方案是在选择主机步骤中,所述多个单机均处于工作状态, 除主机外的其它单机为从机,所述主机与从机互为备份。本专利技术的进一步技术方案是当所述单机出现故障时,所述单机的功能单元向该单机的所述频率产生单元发出故障提示,所述频率产生单元接收到故障提示信号后无频率脉冲输出。本专利技术的进一步技术方案是所述星载电子系统的热备份方法还包括故障修复, 当作为主机的单机出现故障导致该单机的频率产生单元无频率脉冲输出并切换到其它单机作为主机时,所述星载电子系统对该故障单机进行故障修复。本专利技术的技术效果是本专利技术一种,本专利技术星载电子系统包括多个具有相互备份功能独立工作的单机及连接单机的总线,所述多个单机通过总线连接,所述每个单机包括进行系统功能及备份工作的功能单元、在所述单机工作时产生频率脉冲的频率产生单元、对各单机工作时产生的频率脉冲进行比较的频率比较单元。本专利技术,每个单机的频率产生单元产生的频率脉冲传送给所有单机的频率比较单元进行频率脉冲的比较,所有单机正常工作时产生不同的频率脉冲,所有单机以所述频率比较单元输出频率脉冲比较结果设置优先级, 优先级最高的单机为主机,当作为主机的单机出现故障导致该单机的频率产生单元无频率输出时,通过所述频率比较单元切换到优先级更高的单机作为主机。本专利技术能有效保证星载电子系统在实施任务的过程中当出现单机故障时系统能保证任务实时连续完成,不会造成任务实施中断。同时,对已经出现故障的单机系统,系统还会对其进行复位,如果复位成功该单机继续作为备份单机存在,有效提高系统资源的利用。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的流程图。具体实施例方式下面结合具体实施例,对本专利技术技术方案进一步说明。如图1所示,本专利技术的具体实施方式是构建一种基于热备份的星载电子系统,包括多个具有相互备份功能独立工作的单机ι及连接单机的总线2,所述多个单机1通过总线 2连接,所述每个单机1包括进行系统功能及备份工作的功能单元11、在所述单机1工作时产生频率脉冲的频率产生单元12、对各单机1工作时产生的频率脉冲进行比较的频率比较单元13,每个单机1的频率产生单元12产生的频率脉冲传送给所有单机1的频率比较单元13进行频率的比较,所有单机1正常工作时产生不同的频率脉冲,所有单机1以所述频率比较单元13输出频率脉冲比较结果设置优先级,优先级最高的单机为主机,当作为主机的单机1出现故障导致该单机1的频率产生单元无频率脉冲输出时,通过所述频率比较单元12切换到当前优先级最高的单机1作为主机。如图1所示,本专利技术的具体实施过程是互为备份的各单机1均集成了功能单元 11、频率产生单元12及频率比较单元13,功能单元11用于进行系统的正常功能实现,包括系统运行及备份。频率产生单元12在单机1正常工作时产生频率,不同频率脉冲对应不同的优先级,频率脉冲最高的单机1优先级最高,优先级最高的单机1作为主机使能输出,频率优先级较低的单机1作为从机,从机处于工作状态但其输出不被使能,互为备份的单机以其初始的频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于热备份的星载电子系统,其特征在于,包括多个具有相互备份功能独立工作的单机及连接单机的总线,所述多个单机通过总线连接,所述每个单机包括进行系统功能及备份工作的功能单元、在所述单机工作时产生频率脉冲的频率产生单元、对各单机工作时产生的频率脉冲进行比较的频率比较单元,每个单机的频率产生单元产生的频率脉冲传送给所有单机的频率比较单元进行频率脉冲的比较,所有单机正常工作时产生不同的频率脉冲,所述频率比较单元对所有单机频率产生单元产生的频率脉冲进行比较,所有单机以各自所述频率比较单元输出的频率脉冲比较结果设置优先级,优先级最高的单机为主机,当作为主机的单机出现故障导致该单机的频率产生单元无频率脉冲输出时,通过所述频率比较单元切换到当前优先级最高的单机作为主机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:高岱黄旭柯广贤田佳琳
申请(专利权)人:深圳航天东方红海特卫星有限公司
类型:发明
国别省市:94

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