[发明专利]航天软件抗单粒子翻转可靠性测评方法和系统

说明书

本发明提供了一种航天软件抗单粒子翻转可靠性测评方法和系统，该方法包括：在测试平台对航天软件运行时的关键数据进行数据位翻转故障注入；记录数据位发生翻转时对航天系统的性能影响数据；根据预设的评估细则对所述性能影响数据进行分析，得到所述航天软件的抗单粒子翻转可靠性评估结果。从而通过故障注入的方式，解决了地面难以模拟空间单粒子翻转测试环境的问题；通过设计的评判细则和评估方法，解决了对软件抗单粒子翻转可靠性难以量化的问题；从而能够尽早的发现并完善软件可靠性设计缺陷，提升软件长期在轨运行的稳定性。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，具体地，涉及航天软件抗单粒子翻转可靠性测评方法和系统。

背景技术

太空环境中充满了来自宇宙的各种粒子，包括电子、中子、质子、α粒子、γ射线、重离子等，这些粒子会引起器件的辐射效应，包括单粒子效应、总剂量效应及位移损伤效应等。其中单粒子效应是空间中单个高能带电粒子穿过微电子器件的敏感区时造成器件状态非正常改变的一种辐射效应。这种效应包括单粒子翻转、单粒子锁定、单粒子烧毁，以及单粒子栅击穿等。航天器设计使用的器件如没有错误检测与纠正(Error Detection AndCorrection，EDAC)功能保护的微处理器、静态随机存取存储器(Static Random AccessMemory，SRAM)等，虽然通常都具有一定的抗辐射能力，但在高能粒子的撞击下，在轨单粒子翻转事件仍常有发生，这会给航天器安全、可靠的运行带来极大挑战。

软件作为航天器的控制大脑，是整个航天器在轨稳定运行的关键，在设计时，必须要采取一定的抗单粒子翻转可靠性措施来保障软件长期在轨稳定运行。但是由于地面缺乏模拟在轨单粒子翻转的测试环境，无法对软件抗单粒子翻转可靠性进行测试和评估，只能通过经验静态分析，或者从一次次在轨运行异常中吸取教训。

因此，设计一种航天软件抗单粒子翻转可靠性测评及提升的方法，依据此方法，在地面对软件进行抗单粒子翻转可靠性测试并设计完善，成为了现今航天型号软件开发及测试亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种航天软件抗单粒子翻转可靠性测评方法和系统。

第一方面，本发明提供一种航天软件抗单粒子翻转可靠性测评方法，包括：

在测试平台对航天软件运行时的关键数据进行数据位翻转故障注入；

记录数据位发生翻转时对航天系统的功能、性能等影响数据；

根据预设的评估细则对所述功能、性能等影响数据进行分析，得到所述航天软件的抗单粒子翻转可靠性评估结果。

可选地，所述根据预设的评估细则对所述性能影响数据进行分析，得到所述航天软件的抗单粒子翻转可靠性评估结果，包括：

根据预设的评估细则，将所述航天软件对所述航天系统的性能影响进行量化，得到用于评估所述航天软件的抗单粒子翻转可靠性的量化公式；

通过所述量化公式计算所述航天软件的抗单粒子翻转可靠性评估结果。

可选地，所述根据所述航天软件的抗单粒子翻转可靠性评估结果，设置针对所述关键数据的抗单粒子翻转策略，包括：

根据所述航天软件的抗单粒子翻转可靠性评估结果，确定所述航天软件存在的可靠性问题清单；

根据所述可靠性问题清单，分别设置针对所述关键数据的抗单粒子翻转策略；其中，所述关键数据的抗单粒子翻转策略，包括但不限于以下任一或者任多：

定时采取三模冗余刷新维护所述航天软件的关键数据存储区；

对多位的标志型逻辑变量的操作采用直接赋值操作，禁止使用按位取反操作改变逻辑值；