電子電路載荷系統及其操作系統故障切換方法技術方案

本發明專利技術公開了一種電子電路載荷系統及其操作系統故障切換方法，本發明專利技術涉及航天器技術領域，包括：硬件計時器、開關切換電路、主存儲器、備存儲器和系統芯片；系統芯片，用于從處于連接狀態的主存儲器中加載系統文件，并分別向硬件計時器和系統芯片的軟件計時器定期發送復位信號；硬件計時器，用于當復位信號異常時，向開關切換電路的輸入控制端輸出第一電平；開關切換電路，用于基于第一電平，斷開系統芯片與主存儲器的連接，控制系統芯片與備存儲器連接；當軟件計時器的復位信號異常時，系統芯片重新啟動，加載備存儲器中的系統文件進行運行。通過應用本申請的技術方案，能夠大幅降低系統成本，簡化系統設計，提升系統運行的靈活性。性。性。

【技術實現步驟摘要】
電子電路載荷系統及其操作系統故障切換方法


[0001]本專利技術涉及航天器
，具體而言，涉及一種電子電路載荷系統及其操作系統故障切換方法。

技術介紹

[0002]在航天器領域，由于地球外太空持續受到銀河宇宙線、太陽活動等的影響，存在多種復雜的空間環境效應。空間環境對航天器系統內的電子電路載荷系統會產生單粒子效應，輻射總劑量效應和位移損傷等，而這些效應持續威脅電子電路載荷系統正常工作，嚴重時可能會導致航天器的載荷系統出現系統重啟、指令失靈甚至崩潰等問題。而載荷系統工作的正常與穩定，常常依賴其內部程序存儲器中數據的正確性，數據包括了啟動引導程序、系統鏡像、FPGA比特流、應用程序、系統配置參數等內容，這些決定了系統能否正常啟動運行，但復雜的空間環境則時刻威脅著存儲器中數據文件的可靠性。
[0003]目前，對于星務計算機等電子電路載荷系統，通常進行雙載荷單機備份，即除去正常工作的載荷系統外，還額外冷備份一套電子電路載荷系統。然而，這種載荷單機冗余備份的方式，會增加研制和生產成本，而且還會導致系統管理調度的設計過于復雜，系統運行的靈活性不足。

技術實現思路

[0004]本專利技術提供一種電子電路載荷系統及其操作系統故障切換方法，主要在于能夠大幅降低系統成本，簡化系統設計，提升系統運行的靈活性。
[0005]根據本專利技術實施例的第一方面，提供一種電子電路載荷系統，包括：硬件計時器、開關切換電路、主存儲器、備存儲器和系統芯片；
[0006]所述系統芯片，用于從處于連接狀態的主存儲器中加載系統文件，并分別向所述硬件計時器和所述系統芯片的軟件計時器定期發送復位信號；
[0007]所述硬件計時器，用于當所述復位信號異常時，向所述開關切換電路的輸入控制端輸出第一電平；
[0008]所述開關切換電路，用于基于所述第一電平，斷開所述系統芯片與所述主存儲器的連接，控制所述系統芯片與所述備存儲器連接；
[0009]當所述軟件計時器的復位信號異常時，所述系統芯片重新啟動，加載所述備存儲器中的系統文件進行運行。
[0010]根據本專利技術實施例的第二方面，提供一種操作系統故障切換方法，包括：
[0011]當系統芯片從主存儲器加載系統文件，運行應用程序時，分別對硬件計時器和軟件計時器進行定期復位；
[0012]若所述應用程序運行異常導致所述硬件計時器超時，則斷開所述系統芯片與所述主存儲器的連接，控制所述系統芯片與所述備存儲器連接；
[0013]若所述應用程序運行異常導致所述軟件計時器超時，則控制所述系統芯片重新啟
動，加載所述備存儲器中的系統文件進行運行。
[0014]根據本專利技術實施例的第三方面，提供一種操作系統故障切換裝置，包括：
[0015]復位單元，用于當系統芯片從主存儲器加載系統文件，運行應用程序時，分別對硬件計時器和軟件計時器進行定期復位；
[0016]控制單元，用于若所述應用程序運行異常導致所述硬件計時器超時，則斷開所述系統芯片與所述主存儲器的連接，控制所述系統芯片與所述備存儲器連接；
[0017]加載單元，用于若所述應用程序運行異常導致所述軟件計時器超時，則控制所述系統芯片重新啟動，加載所述備存儲器中的系統文件進行運行。
[0018]根據本專利技術實施例的第四方面，提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執行時實現以下步驟：
[0019]當系統芯片從主存儲器加載系統文件，運行應用程序時，分別對硬件計時器和軟件計時器進行定期復位；
[0020]若所述應用程序運行異常導致所述硬件計時器超時，則斷開所述系統芯片與所述主存儲器的連接，控制所述系統芯片與所述備存儲器連接；
[0021]若所述應用程序運行異常導致所述軟件計時器超時，則控制所述系統芯片重新啟動，加載所述備存儲器中的系統文件進行運行。
[0022]根據本專利技術實施例的第四方面，提供一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述程序時實現以下步驟：
[0023]當系統芯片從主存儲器加載系統文件，運行應用程序時，分別對硬件計時器和軟件計時器進行定期復位；
[0024]若所述應用程序運行異常導致所述硬件計時器超時，則斷開所述系統芯片與所述主存儲器的連接，控制所述系統芯片與所述備存儲器連接；
[0025]若所述應用程序運行異常導致所述軟件計時器超時，則控制所述系統芯片重新啟動，加載所述備存儲器中的系統文件進行運行。
[0026]本專利技術實施例的創新點包括：
[0027]1、使用雙存儲器芯片，結合軟硬件協同操作，實現多操作系統的故障自動切換和自主修復是本專利技術實施例的創新點之一。
[0028]2、通過芯片級、芯片內操作系統的冗余備份替代載荷單機冗余備份，大幅降低系統成本，簡化系統設計，提升系統運行的靈活性是本專利技術實施例的創新點之一。
[0029]3、在硬件計時器和開關切換電路之間增加電位保持電路，使得在一定時間內，即使系統下電重啟，也能直接加載備存儲器中的程序數據是本專利技術實施例的創新點之一。
[0030]本專利技術提供的一種電子電路載荷系統及其操作系統故障切換方法，與現有技術采用雙載荷單機備份的方式相比，通過使用雙存儲器芯片，結合軟硬件協同操作，能夠實現多操作系統的故障自動切換和自主修復，由于本專利技術采用芯片級、芯片內操作系統的冗余備份替代載荷單機冗余備份，因此能夠大幅降低系統成本，簡化系統設計，提升系統運行的靈活性，進而能夠保障航天器中電子電路操作系統運行時的高可靠性。
[0031]上述說明僅是本申請技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本申請的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本申請的具體實施方式。
附圖說明
[0032]為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1示出了本專利技術實施例提供的一種電子電路載荷系統結構示意圖；
[0034]圖2示出了本專利技術實施例提供的另一種電子電路載荷系統結構示意圖；
[0035]圖3示出了本專利技術實施例提供的開關切換電路和電位保持電路的示意圖；
[0036]圖4示出了本專利技術實施例提供的一種操作系統故障切換方法流程示意圖；
[0037]圖5示出了本專利技術實施例提供的另一種操作系統故障切換方法流程示意圖；
[0038]圖6示出了本專利技術實施例提供的一種操作系統故障切換裝置的結構示意圖。
具體實施方式
[0039]下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種電子電路載荷系統，其特征在于，包括：硬件計時器、開關切換電路、主存儲器、備存儲器和系統芯片；所述系統芯片，用于從處于連接狀態的主存儲器中加載系統文件，并分別向所述硬件計時器和所述系統芯片的軟件計時器定期發送復位信號；所述硬件計時器，用于當所述復位信號異常時，向所述開關切換電路的輸入控制端輸出第一電平；所述開關切換電路，用于基于所述第一電平，斷開所述系統芯片與所述主存儲器的連接，控制所述系統芯片與所述備存儲器連接；當所述軟件計時器的復位信號異常時，所述系統芯片重新啟動，加載所述備存儲器中的系統文件進行運行。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述芯片系統，還用于若重新啟動時，所述系統芯片與所述備存儲器連接，則加載所述備存儲器中的系統文件進行運行；若重新啟動時，所述系統芯片仍與所述主存儲器連接，則通過預設策略來實現所述主存儲器斷開前遍歷其中的各系統文件，加載所述主存儲器中除所述系統文件之外的其他系統文件進行運行。3.根據權利要求1或2任一項所述的系統，其特征在于，所述硬件計時器，還用于若所述系統芯片加載所述備存儲器中的系統文件后正常運行，則向所述開關切換電路的輸入控制端輸出第二電平；所述開關切換電路，還用于基于所述第二電平，斷開所述系統芯片與所述備存儲器的連接，控制所述系統芯片與所述主存儲器連接；所述芯片系統，還用于對軟件計時器進行定期復位，維持所述備存儲器中系統文件的運行；當接收到數據修復指令時，基于所述系統芯片與所述主存儲器的連接，將正在運行的備存儲器中的系統文件添加至所述主存儲器中。4.根據權利要求1
?
3任一項所述的系統，其特征在于，所述開關切換電路，包括：第一晶體管、第二晶體管、第一電阻和第二電阻；所述輸入控制端為所述第一晶體管的柵極，所述第一晶體管的柵極與所述硬件計時器的超時輸出端連接，所述第一晶體管的漏極與所述第一電阻的輸出端連接，所述第一晶體管的源極接地，所述第一電阻的輸入端與電源連接，第一輸出端分別與所述第一電阻的輸出端和所述第一晶體管的漏極連接，所述第一輸出端還與所述第二晶體管的柵極連接，所述第二晶體管的漏極與所述第二電阻的輸出端連接，所述第二晶體管的源極接地，所述第二電阻的輸入端接所述電源，第二輸出端分別與所述第二電阻的輸出端和所述第二晶體管的漏極連接；當所述輸入控制端輸入所述第一電平時，所述第一輸出...

【專利技術屬性】
技術研發人員：倉基榮，潘興宇，曹德志，賈歷平，
申請(專利權)人：星測未來科技北京有限責任公司，
類型：發明
國別省市：