【摘要】
随着卫星技术的不断发展，系统的自主恢复功能作为卫星的一项重要的性能指标，本文根据卫星综合电子系统的特点展开分析，详细介绍综合电子系统FDIR结构及各项衡量指标，对提高综合电子系统的可靠性提供相关资料。
【关键词】
FDIR技术；卫星综合电子系统；设计
随着国防事业、工业的快速发展，各个国家所发射卫星的数量明显增多，此时，卫星是否安全、稳定运行成为重点关注的问题。传统人造卫星必须借助地面基站实现控制，卫星能够通信的范围有所限制，且卫星与地面距离甚远，实时性极差。因此，必须提升卫星的自主控制能力，从而保障卫星运行的安全。综合电子系统能够实时监测整个卫星系统出现的故障，准确定位系统发生的故障，通过重构等一系列方法确保卫星安全可靠的运行。文中详细介绍卫星综合电子系统FDIR设计方案，在一定程度上提升综合电子系统的容错能力。
1FDIR技术下卫星综合电子系统的总体框架设计
卫星综合电子系统是以中心管理单元（CMU）为中心，分别设置ISU1、ISU2、ISU3三台业务单元，借助1553B总线实现连接，主机与各个功能模块采用二级网络总线实现连接。卫星综合电子系统通过两级总线建立分布式网络系统，卫星综合电子系统设计的总体框架。
2卫星综合电子系统的BIT电路设计
2.1设计综合电子系统BIT硬件
BIT是指设备根据自身电路、程序对综合电子系统发生的故障展开诊断及隔离。BIT作为提升系统可靠性降低维护费用的关键技术，该技术借助附加在系统中的软、硬件实现在线故障检测的效果。卫星综合电子系统主要包括CMU、ISU1、ISU2、ISU3等部分组合而成，各个模块之间均设置双冗余总线进行连接，各个模块均设置BIT检测电路，系统正常运行时，下位机软件借助所设置的测试向量，定期对所有模块运行状况展开自行检测，将检测结果传送至上位机。上位机的CMU软件主要收集、存储各个模块检测结果，对故障进行定位，根据检测结果设计合理的故障预案，对故障进行有效的隔离[1]。
2.2BIT测试方案
卫星综合电子系统BIT检测方案主要分为以下三类：①计算机系统自测模块：计算机系统主要包括处理器、存储器等部分，该系统自测功能由存储器自测试和指令集自测。为了消除单粒子翻转过程中SRAM产生的影响，借助EDAC算法对其进行纠错。综合电子系统使用上电启动自测方法，计算机软件根据预先设定的算法实施自主运算，随之比较其运算结果，依据比较结果判定计算机指令系统及存储功能是否异常，最终将自测结果传送到中心管理单元（CMU）。②总线自测试：卫星综合电子系统主要包括二级总线，一级为1553B总线，这级总线设置完备的协议操作功能，具有良好的检错、纠错等功能，也可准确定位总线出现的故障，提供良好的寄存器，CPU能够及时查询总线的运行情况[2]。系统对总线通信自测试系统进行设计时，借助CMU软件向总线部分测试指令实现自检测。第二级总线设置在各个下位机主机与其它个功能模块，能够实时采集各个模块的数据。这一总线通过自行研制的串行通信芯片，处理器能够实时监视整个总线运行效果。系统正常运行时，下位机根据有关特征寄存器监测二级总线的运行状态，并将检查结果反馈至CMU。③模拟电路自测系统：卫星综合电子系统设计的模拟电路借助电路测试方法实现，当A/D转换电路时，在电路上设置某个固定电压作为参考信号源，借助多路宣统开关将该信号纳入被检测A/D输入通道内，检测A/D电路是否可以正常运行，从而完成A/D转换接口电路故障测试的效果。当D/A转换电路时，借助A/D采集电路接口对D/A输出的信号进行采集，随后检测D/A转换接口电路能否把数字信号转换成规定误差范围之内的模拟信号，完成D/A转换接口电路故障检测。
3卫星综合电子系统的FDIR软件设计
3.1综合电子系统故障等级分类
根据卫星综合电子系统的总体结构，对系统的故障实施分类，系统的故障类型不同，可以制定对应级别的故障检测、隔离等措施，综合电子系统故障主要分为以下四级：①0级：如果二级总线主备份通信系统出现异常，采用内部热备方法实施自主恢复操作，对该系统的其他功能并无影响，这类故障隔离恢复策略只在综合业务单元中执行[3]。②1级：如果各个下位机内部各个功能模块出现故障，针对这类故障使用关闭本模块电源的隔离方式。恢复故障策略如下：自动开启备份模块，这一故障隔离恢复策略在CMU中执行。③2级：如果综合电子系统各个服务功能发生古城镇，这种故障借助分析软件得出，通过原先设定的隔离及恢复策略，达到及时恢复故障的效果。④3级：但综合电子系统上位机发生故障，不能将上位机进行自主恢复，系统借助硬件监控策略，直接把上位机主份电源关闭，开启备份的上位机，这部分故障通过硬件完成隔离恢复操作。
3.2设计FDIR软件
卫星综合电子系统软件作为实现该系统FDIR功能核心，这一设计可对各个下位机采集的数据展开周期性监测，监控、定位各个模块存在的故障信息。依据系统原先设置的容错策略，一系列指令，对系统故障展开隔离重组操作。软件设计作为整个综合电子系统的一部分，根据每个采样周期对系统的关键参数实施监控。如果系统发生故障，软件根据设定的周期展开多次检测，定位故障后，即可发出遥测信息[4]。同时，立即限制该模块为整个卫星综合电子系统提供的相关服务，修改软件中保存的各类设备监控表，根据设定的容错策略执行相对应的故障恢复。
4结语
卫星综合电子系统是一个由多个模块、软件、硬件等部分组成的集成系统，文中从故障建模、故障测算、故障处理恢复等方面展开进行设计和分析，详细介绍卫星综合电子系统FDIR设计与实现方法。根据检测分析可知，卫星综合电子系统出现故障后系统能够自动进行重组，有效提升综合电子系统的可靠性和容错能力。
作者：冯珊珊 单位：辽宁建筑职业学院
参考文献
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[2]乐浪，李明峰，王君，等.卫星综合电子系统的FDIR研究与设计[J].计算机工程与设计，2014，15（7）：2607~2611.
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[4]陶盖，黄维达，杨争光，等.微小卫星综合电子系统结构优化及试验建议[J].安全与电磁兼容，2014，11（5）：55~57，61.