TS11小卫星星务计算机RAM纠检错电路的设计与实现.doc

TS-1.1小卫星星务计算机 RAM纠检错电路的设计与实现* The Design and Implementation of EDAC Module in the House-keeping Computer System of TS-1.1 曲峰，崔刚，杨孝宗，唐心悦 QU Feng，CUI Gang，YANG Xiao-zong，TANG Xin-yue （哈尔滨工业大学 计算机科学与技术学院，黑龙江，哈尔滨，15001） (School of Computer Science Technology，Harbin Institute of Technology，Harbin，150001，China) 摘要：星载嵌入式容错计算机的可靠运行很大程度上依赖于系统中存储模块的可靠设计。本文针对空间环境的故障形式，提出了采用EDAC（纠检错设计）技术对哈工大研制的TS-1.1小卫星存储模块的设计方法。介绍了利用纠检错处理芯片进行的对EDAC控制电路的优化设计，并可靠地实现了应用于TS-1.1卫星系统中的存储模块容错设计。 Abstract：The reliability of on board computer mostly depends on the reliability of the memory module. According to the fault mode in aerospace, the paper gives out a method of memory module design, called EDAC(Error Correction And Detection), for the TS-1.1 small satellite designed in Harbin Institute of Technology. We introduced the optimized EDAC design for the memory module, and implemented it in the TS-1.1 small satellite. 关键词：小卫星；EDAC；单粒子翻转；星务管理系统 Key words：Small Satellite; EDAC; Single Event Upset; House-keeping System 中图分类号：TP302 .8 文献标识码：A  1 引言 在卫星飞行的过程中，星载计算机内的像静态随机存储器这样靠电荷移动形成双稳态的元件会对空间辐射比较敏感，容易出现单粒子现象。在单粒子现象中，因重离子引起的星上计算机电子器件单粒子翻转（SEU——Single Event Upset）的瞬态故障最为严重。据有关资料显示，SEU的瞬态故障率为永久故障率的1000倍。SEU可以使存储器某一位的数据从一个稳态变化到另一个稳态，而存储器中数据的变化将导致指令或数据出错，所以说SEU对星上软件的执行有非常大的影响，必须加以克服。 * 收稿日期： ；修订日期： 基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目（863-2-8-1-1） 作者简介：曲峰（1978—），男，博士研究生，研究方向为容错计算、可穿戴计算技术等；崔刚，教授，博士生导师；杨孝宗，教授，博士生导师；唐心悦，硕士研究生。 通???地址：150001 哈尔滨工业大学320信箱；Tel：（0451）6413555；E-mail：qf@ftcl.hit.edu.cn Address：P. O. Box 320, Harbin Institute of Technology, Harbin, Heilongjiang 150001, P. R. China? 国内外近来通常采用EDAC（Error Detection And Correction）编码——检错纠错编码的策略来应付空间环境对存储单元的SEU，并且在测试中证明了这是一种可行、有效的方法。本文就哈尔滨工业大学研制的立体测绘小卫星TS-1.1的实际需要，提出了一种星载嵌入式容错计算机中有效的EDAC设计策略，实现了存储模块的高可靠性设计。 2 TS-1.1小卫星简介 2.1 卫星功能及组成 TS-1.1卫星是一颗准太阳同步轨道卫星，采用搭载方式发射。该卫星的主要任务是进行大地的立体测绘，存储转发通信试验及全自主卫星管理技术实验。 星上控制系统由星务管理子系统、姿态控制系统、电源系统、通信系统和有效载荷系统几个子系统组成。这些子系统之间通过系统通信总线构成星上计算机网络系统。根据TS-1.1卫星的总体要求，星务管理子系统将与其他子系统协同工作，完成TS-1.1的测绘任务。 2.2 星务管理子系统和星载计算机 星务管理子系统是完成卫星主要任务的关键系