ts-1.1小卫星星务计算机ram纠检错电路的设计与实现

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1、TS-1.1小卫星星务计算机RAM纠检错电路的设计与实现*TheDesignandImplementationofEDACModuleintheHouse-keepingComputerSystemofTS-1.1曲峰，崔刚，杨孝宗，唐心悦QUFeng，CUIGang，YANGXiao-zong，TANGXin-yue（哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院，黑龙江，哈尔滨，15001）(SchoolofComputerScience&Technology，HarbinInstituteofTechnology，Harbin，150001，Ch

2、ina)摘要：星载嵌入式容错计算机的可靠运行很大程度上依赖于系统中存储模块的可靠设计。本文针对空间环境的故障形式，提出了采用EDAC（纠检错设计）技术对哈工大研制的TS-1.1小卫星存储模块的设计方法。介绍了利用纠检错处理芯片进行的对EDAC控制电路的优化设计，并可靠地实现了应用于TS-1.1卫星系统中的存储模块容错设计。Abstract：Thereliabilityofonboardcomputermostlydependsonthereliabilityofthememorymodule.Accordingtothefaultmodei

3、naerospace,thepapergivesoutamethodofmemorymoduledesign,calledEDAC(ErrorCorrectionAndDetection),fortheTS-1.1smallsatellitedesignedinHarbinInstituteofTechnology.WeintroducedtheoptimizedEDACdesignforthememorymodule,andimplementeditintheTS-1.1smallsatellite.关键词：小卫星；EDAC；单粒子翻转；

4、星务管理系统Keywords：SmallSatellite;EDAC;SingleEventUpset;House-keepingSystem中图分类号：TP302.8文献标识码：A1引言在卫星飞行的过程中，星载计算机内的像静态随机存储器这样靠电荷移动形成双稳态的元件会对空间辐射比较敏感，容易出现单粒子现象。在单粒子现象中，因重离子引起的星上计算机电子器件单粒子翻转（SEU——SingleEventUpset）的瞬态故障最为严重。据有关资料显示，SEU的瞬态故障率为永久故障率的1000倍。SEU可以使存储器某一位的数据从一个稳态变化到另一

5、个稳态，而存储器中数据的变化将导致指令或数据出错，所以说SEU对星上软件的执行有非常大的影响，必须加以克服。*收稿日期：；修订日期：基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目（863-2-8-1-1）作者简介：曲峰（1978—），男，博士研究生，研究方向为容错计算、可穿戴计算技术等；崔刚，教授，博士生导师；杨孝宗，教授，博士生导师；唐心悦，硕士研究生。通讯地址：150001哈尔滨工业大学320信箱；Tel：（0451）6413555；E-mail：qf@ftcl.hit.edu.cnAddress：P.O.Box320,HarbinInsti

6、tuteofTechnology,Harbin,Heilongjiang150001,P.R.China国内外近来通常采用EDAC（ErrorDetectionAndCorrection）编码——检错纠错编码的策略来应付空间环境对存储单元的SEU，并且在测试中证明了这是一种可行、有效的方法。本文就哈尔滨工业大学研制的立体测绘小卫星TS-1.1的实际需要，提出了一种星载嵌入式容错计算机中有效的EDAC设计策略，实现了存储模块的高可靠性设计。2TS-1.1小卫星简介2.1卫星功能及组成TS-1.1卫星是一颗准太阳同步轨道卫星，采用搭载方式发射。

7、该卫星的主要任务是进行大地的立体测绘，存储转发通信试验及全自主卫星管理技术实验。星上控制系统由星务管理子系统、姿态控制系统、电源系统、通信系统和有效载荷系统几个子系统组成。这些子系统之间通过系统通信总线构成星上计算机网络系统。根据TS-1.1卫星的总体要求，星务管理子系统将与其他子系统协同工作，完成TS-1.1的测绘任务。2.2星务管理子系统和星载计算机星务管理子系统是完成卫星主要任务的关键系统之一，是卫星电子系统的核心部分。它由星务计算机主机、系统总线控制模块、存储模块和其他几个模块组成。其中星务计算机的处理器是Intel386EX，采用

8、两个星务计算机互为备份。星务管理子系统的组成关系见图1。每个CPU控制自己的局部设备，如存储器模块；而共享模块可以由两个CPU共享的，但两个CPU不能同时控制，换句话说，共享模块