异构冗余星载计算机

高可靠高能效

异构硬件软件热冗余架构，实现星载计算的高可靠与高能效运行。

79828175 · 79828174 · Zhou, Ziyu · 陈培

2024

参数信息

能效提升

2 x

技术优势

故障时不中断运行

通过调度系统实现多硬件间相互热冗余，允许主程序持续运行，同时可对出错处理器进行硬件重启和纠错。

能效提升两倍

高性能处理器负责实时图像处理和遥测遥控，低功耗处理器仅执行遥测遥控任务，从而降低整体功耗。

指令处理更可靠

FPGA实现异构处理器时间同步，并对遥测遥控指令实施三取二仲裁，确保指令准确性并监控处理器状态。

任务调度灵活

高性能处理器运行Linux上的ROS2以利用多核并行处理能力，低功耗处理器使用FreeRTOS满足卫星任务的实时性要求。

应用场景

• 立方星任务：作为核心计算模块，在能源受限下保证任务连续性和实时性。
• 卫星平台：提供高可靠、高能效的星载计算能力，支持平台长期稳定运行。
• 星载电子系统：通过异构冗余架构替代传统同构冗余，提升系统可靠性和能效。
• 航天电子：采用COTS组件并引入容错机制，降低航天电子系统成本与风险。
• 高可靠计算：通过热冗余和三取二仲裁，保障关键计算任务的高可靠执行。