[发明专利]一种卫星用计算机应急系统及其方法

说明书

本发明公开一种卫星用计算机应急系统及其方法，所述应急系统包括CPU主控模块以及与CPU主控模块相连的遥控FPGA模块、MRAM模块、SRAM模块和FLASH模块，遥控FPGA模块内存储引导程序，MRAM模块和FLASH模块内存储应用程序，SRAM模块为应用程序运行的实体；正常工作时，通过遥控FPGA模块实现CPU主控模块的启动引导，CPU主控模块运行后将FLASH模块中存储的应用程序搬移至SRAM模块中，应急工作时，CPU主控模块运行后将MRAM中存储的应用程序搬移至SRAM中。本方案系统进入应急模式后，可以依靠MRAM中的应用程序，无需地面干预，保证卫星计算机功能的正常运行，卫星系统的容错能力得到有效提升，具有更高实际应用价值。

技术领域

本发明涉及卫星电子系统领域，具体涉及一种卫星用计算机应急系统及其方法。

背景技术

当卫星在轨出现故障导致部分系统功能降级或失效时，不能继续按照正常飞行模式工作，需进入应急飞行模式。与之类似，当星载计算机系统出现故障时，如存储器故障导致程序加载异常，需进入计算机系统的应急模式。

目前，卫星常用计算机系统应急模式是基于PROM存储器设计，如图1所示，在传统典型星载计算机系统中，PROM存储器中存放引导程序、FLASH存储器中存放应用程序、SRAM存储器是应用程序运行的实体。正常飞行模式下，CPU通过引导程序完成初始化工作，并将FLASH中的应用程序搬移到SRAM并运行。应急飞行模式下(FLASH故障)，CPU通过引导程序完成初始化工作，通过应用程序接收遥控FPGA发来的地面上注指令，校验后搬移到SRAM并运行，实现正常飞行模式到应急飞行模式的切换。

但是，这种模式存在以下缺陷：

(1)上注程序断电无法保存：

应急飞行模式下，由于存储器FLASH故障，上注应用程序只能存在于SRAM中，当断电后，由于SRAM的易失性，必须通过地面重新注入；

(2)容错能力不强：

应急飞行模式下，需通过地面重新注入，成功后系统方可降级在SRAM中工作，实际使用时，大部分卫星在轨可见弧段有限，导致无法实时注入软件，从系统层面，容错能力不高。

发明内容

本发明在满足现有任务需求的前提下，以提高应急模式的容错能力、降低系统成本为目的，提出一种卫星用计算机应急系统及其方法，在应急模式下，上注程序断电可保存、容错能力更强、成本更低。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种卫星用计算机应急系统，包括CPU主控模块以及与CPU主控模块相连的遥控FPGA模块、MRAM模块、SRAM模块和FLASH模块，所述遥控FPGA模块内存储引导程序，所述MRAM模块和FLASH模块内存储应用程序，SRAM模块为应用程序运行的实体；

正常工作时，通过遥控FPGA模块实现CPU主控模块的启动引导，CPU主控模块运行后将FLASH模块中存储的应用程序搬移至SRAM模块中，应用程序在SRAM中运行；

应急工作时，CPU主控模块完成上电复位，通过遥控FPGA模块中的硬件逻辑实现引导程序功能；CPU主控模块运行后，将MRAM中存储的应用程序搬移至SRAM中，应用程序在SRAM中运行。

进一步的，所述遥控FPGA模块采用反熔丝型。

本发明另外还提出一种基于卫星用计算机应急系统的应急方法，包括以下步骤：

步骤A、CPU主控模块完成上电复位，通过遥控FPGA模块的启动地址映射，完成存储在遥控FPGA中的引导程序加载；

步骤B、CPU主控模块依次对系统配制寄存器初始化、关闭造错寄存器、关闭cache功能、窗口寄存器初始化，配置存储器寄存器、配置EDAC寄存器和配置浮点寄存器；