[发明专利]一种火星探测用多计算机双级数据备份及分级恢复方法

说明书

一种火星探测用多计算机双级数据备份及分级恢复方法，首先将所需备份的数据进行分级。然后将所需备份的数据分别向本机内存中事先划定的备份数据区和备份计算机进行备份操作。当计算机发生故障，故障处理时清除内存中除备份数据区以外的所有数据，等待故障处理完毕后，使用3取2的方式从本机读取第一步中所定义的备份数据中的关键数据。读取数据结束后，判断关键数据是否为全零状态。若不是，则继续从本机的备份数据区读取第一步中所定义的过程数据，与关键数据结合在一起恢复计算机状态。若确实为全零状态，则清除本机所有的内存数据，再采用N取2的方式从N台备份计算机中读取备份数据，使用最终的表决结果恢复计算机状态。

技术领域

本发明涉及一种火星探测用多计算机双级数据备份及分级恢复方法，属于火星探测的星载计算机系统管理技术。

背景技术

我国将于2020年发射火星探测器，随着探测器飞往火星，器地距离增加，地面不能实时监控、干预火星探测器的器上状态，需星载计算机系统具备高度自主的管理能力。计算机发生故障时，使用备份数据自主可靠的快速恢复故障前计算机状态。现有的计算机数据备份和自主恢复的方法主要有两种：1、将本计算机的数据周期性的备份至备份计算机，当计算机发生故障，故障处理时清除本机内存的所有数据，等待故障处理完毕后，再从备份计算机读取数据进行状态恢复；2、将本计算机数据存储在本机内存中事先划定的备份数据区。当计算机发生故障，故障处理时清除内存中除备份数据区以外的所有数据，等待故障处理完毕后，从备份数据区读取数据，进行状态恢复。

第一种方法的缺点在于：受计算机之间通讯能力的约束，将本计算机的数据周期性的备份至备份计算机不会很频繁，一般为计算机软件运行周期的20～50倍，计算机备份数据不连续。因此计算机故障处理完毕后，再从备份计算机读取的数据不是故障发生点的数据，其时间间隔与备份数据的周期有关，最终计算机无法准确恢复到故障发生点的状态。这对于火星探测中的关键动作(例如制动捕获)时期的故障处理与自主恢复造成了风险。第二种方法的缺点在于：对于计算机异常断电再上电的故障工况，由于计算机的内存数据已在断电时期被全部清除，再上电后，无法得到本机内存中的备份数据，最终导致状态恢复失败。因此有必要发明一种火星探测用多计算机双级数据备份及分级恢复方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种火星探测用多计算机双级数据备份及分级恢复方法，解决了计算机无法准确恢复到故障发生点的状态，能够避免火星探测中的关键动作(例如制动捕获)时期的故障处理与自主恢复造成的风险问题。

本发明的技术方案是：

一种火星探测用多计算机双级数据备份及分级恢复方法，包括步骤如下：

1)在火星探测器上设置N+1台星载计算机，将当前正在执行任务的星载计算机作为主份计算机，其余N台星载计算机作为备份计算机；同一时刻有且仅有一台主份计算机；N为正整数，N大于1；在每台星载计算机的硬件内存中划分一定区域作为备份数据区，所述备份数据区用于备份数据，每台星载计算机均设置有三个数据容量大小相同的备份数据区；

2)将所需备份的数据按数据内容划分为关键数据或过程数据；若星载计算机在当前控制周期内出现断电情况时，将特定的数据值写入关键数据；

3)将所需备份的数据分别向每台星载计算机进行备份操作，具体为：对应任一一台星载计算机，采用三存方式向本机的备份数据区备份数据；采用通讯协议向其他N台星载计算机的备份数据区备份数据；当任意一台星载计算机发生故障时，利用备份数据区中的备份数据恢复发生故障的星载计算机；所述三存方式，具体为：将所需备份的数据分别存入本机的三个备份数据区中；

其中，步骤3)所述利用备份数据区中的备份数据恢复发生故障的星载计算机的方法，具体为：

31)清除发生故障的星载计算机硬件内存中除备份数据区以外所有区域的数据；