一种用于太空环境的异常处理系统、方法及检测装置与流程

专利2026-07-19  17


本说明书涉及航天,尤其涉及一种用于太空环境的异常处理系统、方法及检测装置。


背景技术:

1、在太空环境中,辐射包括来自宇宙射线和高能粒子的辐射,可能会对存储器设备产生影响,导致单粒子翻转事件。单粒子翻转是指在电子器件(如存储设备、集成电路等)中,由于宇宙射线的影响导致存储单元(如存储器中的一个比特)内部的状态从原来的0或1翻转为另一个状态的行为。这种翻转可能导致数据错误或损坏,对设备的正常运行造成影响。在航天器或卫星等长时间在太空中运行的设备中,数据的可靠性和稳定性是至关重要的。因此,单粒子翻转的严重性不容忽视。

2、目前通常会采用在航天器存储设备的设计中加入金属掩膜或屏蔽来减轻宇宙射线对存储器的影响,但是这些措施并不能完全消除因辐射引起的单粒子翻转事件,一旦航天设备出现单粒子翻转的情况,则很有可能影响航天设备的正常运行。

3、因此,如何及时对航天器发生单粒子翻转的异常情况进行处理,避免数据错误或损坏所带来的风险,保证航天设备的正常运行,是一个亟待解决的问题。


技术实现思路

1、本说明书提供一种用于太空环境的异常处理系统、方法及检测装置,以部分的解决现有技术存在的上述问题。

2、本说明书采用下述技术方案:

3、本说明书提供了一种用于太空环境的异常处理系统,所述异常处理系统包括:检测装置、中断控制器以及待测存储设备,所述待测存储设备以及所述检测装置部署在航天器的计算载荷上,所述待测存储设备中设置有统计单元以及至少两个寄存器;

4、所述统计单元用于,从所述待测存储设备的指定位置处读取监测数据,根据所述监测数据以及所述统计单元预先写入所述指定位置的基准数据,生成统计数据,并将所述统计数据存储在所述寄存器;

5、所述检测装置用于,通过所述航天器的内部总线,从所述寄存器中读取所述统计数据,并根据所述统计数据,确定针对所述待测存储设备的异常检测结果,以及,基于所述异常检测结果,生成中断信号,并将所述中断信号发送给所述中断控制器,其中,所述异常检测结果用于表征所述待测存储设备在太空环境中的粒子辐射的影响下发生单粒子翻转情况的严重程度;

6、所述中断控制器用于,根据所述中断信号进行异常处理。

7、可选地,所述检测装置中设置有主控中央处理器cpu以及基础存储设备;

8、所述主控cpu 以及所述基础存储设备外部设置有抗辐射材料。

9、可选地,所述基准数据包括:若干个比特位为指定数值的数据;

10、所述统计单元具体用于,从所述待测存储设备的指定位置处读取监测数据,并确定所述监测数据中不为所述指定数值的比特位的数量;

11、根据所述监测数据中不为所述指定数值的比特位的数量以及所述监测数据中比特位的总数量,确定所述统计数据。

12、可选地,所述检测装置具体用于,判断所述至少两个寄存器中存储的统计数据是否一致;

13、若是,则根据所述统计数据,确定针对所述待测存储设备的异常检测结果,否则重新从所述指定位置处读取监测数据,并根据重新读取的监测数据以及所述基准数据重新生成统计数据。

14、可选地,针对每个寄存器,该寄存器中存储有若干次所述统计单元根据从所述指定位置处读取的监测数据以及所述基准数据所生成的统计数据;

15、检测装置具体用于,判断所述统计单元最近预设次数生成的各统计数据是否一致;

16、若是,则根据所述统计数据,确定针对所述待测存储设备的异常检测结果,否则重新从所述指定位置处读取监测数据,并根据重新读取的监测数据以及所述基准数据重新生成统计数据。

17、可选地,所述中断控制器具体用于,基于所述中断信号,触发所述计算载荷的主板cpu进行中断响应,以使所述主板cpu基于所述中断信号进行异常处理。

18、本说明书提供了一种用于太空环境的异常处理方法,航天器上设置有检测装置、中断控制器以及待测存储设备,包括:

19、所述检测装置通过所述航天器的内部总线,从所述待测存储设备的至少两个寄存器中读取所述统计数据,所述统计数据是所述待测存储设备的统计单元从所述待测存储设备的指定位置处读取监测数据,根据所述监测数据以及预先写入所述指定位置的基准数据生成并存储在所述寄存器中的;

20、根据所述统计数据,确定针对所述待测存储设备的异常检测结果,其中,所述异常检测结果用于表征所述待测存储设备在太空环境中的粒子辐射的影响下发生单粒子翻转情况的严重程度;

21、基于所述异常检测结果,生成中断信号,并将所述中断信号发送给所述中断控制器,以使所述中断控制器根据所述中断信号进行异常处理。

22、可选地,所述基准数据包括:若干个比特位为指定数值的数据;

23、所述统计数据是所述统计单元从所述待测存储设备的指定位置处读取监测数据,并确定所述监测数据中不为所述指定数值的比特位的数量,根据所述监测数据中不为所述指定数值的比特位的数量以及所述监测数据中比特位的总数量确定的。

24、可选地,在根据所述统计数据,确定针对所述待测存储设备的异常检测结果之前,所述方法还包括:

25、判断所述至少两个寄存器中存储的统计数据是否一致;

26、根据所述统计数据,确定针对所述待测存储设备的异常检测结果,具体包括:

27、若是,则根据所述统计数据,确定针对所述待测存储设备的异常检测结果,否则重新从所述指定位置处读取监测数据,并根据重新读取的监测数据以及所述基准数据重新生成统计数据。

28、可选地,针对每个寄存器,该寄存器中存储有若干次所述统计单元根据从所述指定位置处读取的监测数据以及所述基准数据所生成的统计数据;

29、在根据所述统计数据,确定针对所述待测存储设备的异常检测结果之前,所述方法还包括:

30、判断所述统计单元最近预设次数生成的各统计数据是否一致;

31、根据所述统计数据,确定针对所述待测存储设备的异常检测结果,具体包括:

32、若是,则根据所述统计数据,确定针对所述待测存储设备的异常检测结果,否则重新从所述指定位置处读取监测数据,并根据重新读取的监测数据以及所述基准数据重新生成统计数据。

33、本说明书提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述异常处理方法。

34、本说明书提供了一种检测装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述异常处理方法。

35、本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果:

36、在本说明书提供的用于太空环境的异常处理系统中,异常处理系统包括:检测装置、中断控制器以及待测存储设备,待测存储设备中设置有统计单元以及寄存器;统计单元用于,从待测存储设备的指定位置处读取监测数据,根据监测数据以及预先写入指定位置的基准数据,生成统计数据,并将统计数据存储在寄存器;检测装置用于,从寄存器读取统计数据,并确定异常检测结果,基于异常检测结果生成中断信号并发送给中断控制器,中断控制器用于,根据中断信号进行异常处理。

37、从上述方法可以看出,本方案可以通过待测存储设备内部的统计单元来计算统计数据,由于统计单元与检测装置相互隔离,避免了检测装置内部发生单粒子翻转对统计数据造成的影响,得到的异常检测结果更加准确,基于该异常检测结果可以及时对待测存储设备的单粒子翻转情况进行处理或预警,避免了单粒子翻转时间对航天器中数据带来的干扰及损坏,进一步保障了航天器的安全运行。


技术特征:

1.一种用于太空环境的异常处理系统,其特征在于,所述异常处理系统包括:检测装置、中断控制器以及待测存储设备,所述待测存储设备、所述中断控制器以及所述检测装置部署在航天器的计算载荷上,所述待测存储设备中设置有统计单元以及至少两个寄存器;

2.如权利要求1所述的异常处理系统,其特征在于,所述检测装置中设置有主控中央处理器cpu以及基础存储设备;

3.如权利要求1所述的异常处理系统,其特征在于,所述基准数据包括:若干个比特位为指定数值的数据;

4.如权利要求1所述的异常处理系统,其特征在于,所述检测装置具体用于,判断所述至少两个寄存器中存储的统计数据是否一致;

5.如权利要求1所述的异常处理系统,其特征在于,针对每个寄存器,该寄存器中存储有若干次所述统计单元根据从所述指定位置处读取的监测数据以及所述基准数据所生成的统计数据;

6.如权利要求1所述的异常处理系统,其特征在于,所述中断控制器具体用于,基于所述中断信号,触发所述计算载荷的主板cpu进行中断响应,以使所述主板cpu基于所述中断信号进行异常处理。

7.一种用于太空环境的异常处理方法,其特征在于,航天器上设置有检测装置、中断控制器以及待测存储设备,包括:

8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述基准数据包括:若干个比特位为指定数值的数据;

9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,在根据所述统计数据,确定针对所述待测存储设备的异常检测结果之前,所述方法还包括:

10.如权利要求7所述的方法,其特征在于,针对每个寄存器,该寄存器中存储有若干次所述统计单元根据从所述指定位置处读取的监测数据以及所述基准数据所生成的统计数据;

11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求7~10任一项所述的方法。

12.一种检测装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求7~10任一项所述的方法。


技术总结
本说明书公开了一种用于太空环境的异常处理系统、方法及检测装置。所述异常处理系统包括:检测装置、中断控制器以及待测存储设备,待测存储设备中设置有统计单元以及寄存器;统计单元用于,从待测存储设备的指定位置处读取监测数据,根据监测数据以及预先写入指定位置的基准数据,生成统计数据,并将统计数据存储在寄存器;检测装置用于,从寄存器读取统计数据,并确定异常检测结果,基于异常检测结果生成中断信号并发送给中断控制器,中断控制器用于,根据中断信号进行异常处理。本方案通过待测存储设备内的统计单元对监测数据进行统计,并基于统计数据生成检测结果,从而及时对可能出现的异常情况进行预警,保证了数据的准确性以及设备安全。

技术研发人员:罗逸璕,陈玲慧
受保护的技术使用者:之江实验室
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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