星载双机热备份计算机系统设计

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1、摘要摘要星载计算机是卫星的核心控制设备，主要负责完成星务管理、数据处理和轨道控制等任务。论文设计了一种可靠性高、抗干扰能力强的双机热备份结构的星载计算机，解决了因卫星长期工作在低温、高辐射的外层空间环境而引起的稳定度差、性能低和寿命短等问题。论文首先介绍了双机热备份计算机系统相关理论，包括双机冗余系统的备份方式分类、双机热备份计算机的国内外研究现状、软硬件容错方案和实现容错的关键技术；然后提出了基于PowerPCMPC8245的星载双机热备份计算机系统设计方案，详细介绍了硬件设计框图、各个组成模块的原理及其实现、基于VxWorks操作系统的板级支持包BSP和底层驱

2、动程序设计；最后对系统的可靠性进行分析，提出了系统可靠性的评价指标并根据系统的可靠性框图模型估算出了系统的可靠度。经过可靠性预计以及实验室测试，所设计的星载计算机系统的双机热备份功能运行正常，主备机切换速度、抗干扰能力和系统可靠性等都达到了设计要求。关键词：双机热备份星载计算机MPC82451553BABSTRACTAbstractOn-boardcomputeristhecorecontroldeviceofsatellite,mainlyusingforsatelliteservicesmanagement,dataprocessingandorbitcont

3、rol,andsoon.Thisarticledesignsatwo-nodehot-standbyon-boardcomputer,solvesthesequestionssuchaslowstability,poorperformanceandshortlifeduetosatelliteworksattheouterspacewhichislow-temperature,high-radiationforalongtime.Firstly,thispaperintroducestherelatedtheoryoftwo-nodehot-standbycomp

4、utersystem,includingtheclassificationoftwo-noderedundantsystems,theresearchconditionathomeandabroadoftwo-nodehot-standbycomputersystems,thefault-tolerantschemeofsoftwareandhardwareandthekeytechnologyofrealizingfault-tolerant.Thenproposesthedesignofon-boardtwo-nodehot-standbycomputersy

5、stemsbasedonPowerPCMPC8245,detailstheblockdiagramofhardware,theprincipleandrealizationofthevarioussubmodulesandthedesignofBSP,driverprogrammebasedonVxWorks.Finally,givesthetheoreticalstudiesonthereliabilityofthehardwarecircuit,proposestheevaluationindexesofsystemreliabilityandestimate

6、sthereliabilityofthesystem.Theestimationofreliabilityandlaboratorytestsindicatethefunctionoftwo-nodehot-standbyiscorrect,theswitchingspeedbetweenhostandstandby,thecapabilityofanti-jammingandthereliabilityallreachthedesignrequirement.Keywords:Two-nodeHot-standbyOn-boardComputerMPC82451

7、553B西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期:西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学

8、位论文的规