[发明专利]一种焦平面电路关键信号交叉备份保护系统

说明书

技术领域

本发明属于航天遥感器技术领域，涉及一种应用于航天相机焦平面电路关键信号的保护系统。

背景技术

随着航天遥感器电子技术的迅速发展，对航天遥感器电子系统的可靠性要求也越来越高，为了提高可靠性提出了许多方法，如可靠性预估、FMEA分析、ESD防护设计、降额设计、安全设计、环境适应性设计、热分析、电磁兼容设计等，其中多种方法在工程实际中均有采用。

航天电子系统为满足空间恶劣环境而采用的环境适应性设计，如三模冗余设计，主备冷热备份等技术，如果使用不当不但不能提高环境适应性，反而会降低电磁兼容设计、热设计的可靠性。目前航天遥感器中焦平面电路由积分控制电路提供外部输入信号，包括主时钟和备时钟两路时钟信号、主同步和备同步两路同步信号、以及主三线串口和备三线串口两套三线串口。三线串口接口包括三线串口时钟、三线串口数据和三线串口使能。三线串口的数据传输积分控制电路发往焦平面电路的命令，包括时钟切换指令以及级数控制指令等。三线串口时钟是该数据的伴随时钟，用于采样三线串口的数据。三线串口使能是该数据的有效标示位。在这些外部输入信号的控制下，由焦平面电路输出传感器获得的模拟信号，该模拟信号输入信号处理电路中，由信号处理电路转换为数字信号输出。积分控制电路和信号处理电路均可以采用冷备份或者热备份的方法提高单板的可靠性，而航天遥感器的传感器由于光学结构的原因不能采用备份技术(如果对传感器进行备份，若采用上下两层传感器，假如上层的传感器发生故障，下层的传感器几乎不能感光，并不能替代上层的传感器，所以不能起到备份作用；若传感器采用平层的方式来备份，某个区域的传感器发生故障，该区域并没有可用的传感器可以替代，所以也是不能起到备份作用)。驱动传感器工作的焦平面电路若采用常用的备份技术，即使用三个或者两个焦平面电路做备份，对输出信号做表决或者选择判断，最后驱动传感器，其带来的危害是严重降低了系统的可靠性，增加了电磁兼容设计、热设计的难度。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种焦平面电路关键信号交叉备份保护系统，在不增加电磁兼容设计、热设计难度的情况下，实现关键信号的高可靠性设计，从而提高系统可靠性。

本发明的技术解决方案是：一种焦平面电路关键信号交叉备份保护系统，包括时钟交叉备份保护模块、同步检测保护模块和三线串口控制保护模块，

三线串口控制保护模块：接收外部输入的主备两路三线串口信号，每一路三线串口信号又包括三线串口时钟、三线串口使能信号以及三线串口数据；根据两路三线串口信号，产生时钟选择信号、时钟选择使能信号、同步选择信号和同步选择使能信号，其中时钟选择信号和时钟选择使能信号送至时钟交叉备份保护模块，同步选择信号和同步选择使能信号送至同步检测保护模块；

时钟交叉备份保护模块：接收外部输入的两路时钟信号以及三线串口控制保护模块传来的时钟选择信号和时钟选择使能信号；当从三线串口控制保护模块输入的时钟选择使能信号无效时，从输入的两路时钟信号中筛选出相对稳定的一路时钟信号送至同步检测保护模块，同时向外部输出；当从三线串口控制保护模块输入的时钟选择使能信号有效时，根据从三线串口控制保护模块输入的时钟选择信号从输入的两路时钟信号中选取出指定的时钟信号送至同步检测保护模块，同时向外部输出；

同步检测保护模块：接收外部输入的两路同步信号、时钟交叉备份保护模块传来的时钟信号以及三线串口控制保护模块传来的同步选择信号和同步选择使能信号；当从三线串口控制保护模块输入的同步选择使能信号无效时，利用时钟交叉备份保护模块传来的时钟信号从输入的两路同步信号中筛选出相对稳定的一路同步信号向外部输出；当从三线串口控制保护模块输入的同步选择使能信号有效时，根据从三线串口控制保护模块输入的同步选择信号从输入的两路时钟信号中选取出指定的同步信号并向外部输出。