微纳卫星星载计算机双模协同机制的实现与集成

admin · 发表于 2023-10-9 16:18:05

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雅宝题库解析：
由于微纳卫星具有小体积、低质量、低功耗、低成本、短周期以及可灵活发射等优点，已经成为空间探测技术领域和航天领域的研究热点。星载计算机作为微纳卫星的重要组成部分，是卫星研制的一项核心关键技术。本文针对微纳卫星对星务管理的要求，开展了基于商用电子器件的高性能、高安全的星载计算机研发工作。研究内容包括星载计算机硬件电路的设计，基于嵌入式VxWorks操作系统BSP的配置、驱动开发，以及星务管理软件的开发和可靠性的设计及星上电子系统的调试。论文的具体研究工作如下：1. 根据应用需求，给出了系统硬件设计方案，设计了星载计算机系统的硬件平台，具体阐述了基于PowerPC的电路和基于FPGA存储单元的电路。2. 在软件设计方面，首先，配置了VxWorks操作系统BSP，建立了软件设计平台。然后，完成了基于PowerPC的RS422和CAN总线程序的设计，实现了以FPGA为处理器的星上数据的存储和传输，最后，完成了CAN总线通信协议的制定和星务软件的开发。3. 提出了一种自主切换的双模冷备份星载计算机容错方法，具体介绍了星载计算机的电流监测和看门狗检测，以及双模星载计算机的切换机制，对双模星载计算机的可靠性进行了建模和分析。4. 采用电气上的分布式和结构上的一体化设计原则，设计了质量轻、体积小具有一体化、模块化和无缆化的星上电子用结构框架，并完成了星载计算机系统与电源系统、姿轨控系统、载荷系统、通信系统的调试。经过系统的联合调试，结果表明本文设计的微纳卫星星载计算机系统具有较高的性能，较好的可靠性，能够满足微纳卫星星上电子系统的管理和任务的调度。设计的结构框架具有较高的工程实用性，有效节省了星内的空间，方便了系统的调试。关键词：微纳卫星，星载计算机，双模冗余，PowerPC，VxWorks

微纳卫星星载计算机双模协同机制的实现与集成

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