[发明专利]一种立方星星载计算机

权利要求书

1.一种立方星星载计算机，包括表决系统、处理系统、电源模块和存储单元，其特征在于，所述表决系统采用MSP430为系统的表决器，所述处理系统包括Cyclone V和Cyclone V上的两个Nios II软核处理器，两个所述Nios II软核处理器为CPU1和CPU2，所述MSP430监测Cyclone V的重构过程，并以此控制电源模块对Cyclone V配置芯片的供电，所述CPU1负责数据的采集、任务的调度、控制指令的计算、发送以及星务数据和科学数据在SD卡上的存储，所述CPU2只在控制指令的计算环节，与CPU1并行进行，为CPU1的计算结果提供参照，两个所述Nios II处理器使用片上RAM作共享内存，并采用一个硬件Mutex核实现两个处理器对共享内存的互斥访问；所述CPU1的程序存储在Flash上，所述CPU2的程序和整个CycloneV芯片的硬件配置存储于EPCQ配置芯片中。

2.根据权利要求1所述的立方星星载计算机，其特征在于，所述MSP430选用MSP430F1611芯片。

3.一种如权利要求1-2任一所述的立方星星载计算机的表决与重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)执行控制算法前，所述CPU1和CPU2各自执行固定的算例，如果算例运行结果与预期值一致，则CPU1和CPU2的运算器模块产生的控制指令计算结果具有可信度，设置CPU1和CPU2的可信度标志位；

(2)进行控制指令的计算时，CPU1将计算所需要的输入条件，即采集到的姿态信息，发送给备份机CPU2，然后CPU1和CPU2开始进行独立的运算和处理，并分别把各自的计算结果以及当前周期的可信度值发送给表决系统；

(3)表决系统接收到CPU1和CPU2发来的计算结果之后，MSP430首先查看CPU1和CPU2的计算结果是否一致，如果一致就直接使能CPU1输出控制指令给别的分系统；如果不一致，则需要检查CPU1和CPU2的可信度值，若CPU1在当前周期的可信度标志位为1，直接使能CPU1输出控制指令；如果CPU1的可信度值为0或者该周期没有获得CPU1的计算结果，就查看CPU2的可信度值，若CPU2在当前周期的可信度标志位为1，则由CPU1读取共享内存中CPU2的计算结果并直接输出，如果CPU2的可信度为0或者计算超时，此时CPU1和CPU2的运算都是无效的，只能由MSP430拉低Cyclone V的nCONFIG引脚，时间>500ns，启动Cyclone V的重构；

(4)重构之后，若CPU1和CPU2的计算结果仍然都是无效的，就会再次触发重构，若多次重构后，MSP430仍不能判断出正确的指令并使能输出，就需要重新启动星载计算机。