專利名稱：衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力的測(cè)試儀及測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，尤指一種采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的雙口共享存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)，用于衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力的測(cè)試儀及其測(cè)試方法。
衛(wèi)星在國(guó)防、民用的諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)是衛(wèi)星系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，特別是現(xiàn)代衛(wèi)星以其高智能、高功能密度為特點(diǎn)，衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)是實(shí)現(xiàn)的最有效的途徑。衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)與地面計(jì)算機(jī)的主要區(qū)別是衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)應(yīng)具有很高的可靠性及抗干擾能力。衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)的核心是其軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)的可靠性及抗干擾能力體現(xiàn)在抗單粒子翻轉(zhuǎn)能力，軟件應(yīng)具有相當(dāng)?shù)娜蒎e(cuò)能力。衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí)，受到范·艾倫輻射帶的粒子輻射，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存放程序運(yùn)行之中數(shù)據(jù)的隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)的位可能會(huì)翻轉(zhuǎn)，造成程序運(yùn)行出錯(cuò)，甚至危及衛(wèi)星的安全。提高衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的抗輻射能力一直是航天計(jì)算機(jī)界努力追求的目標(biāo)。
傳統(tǒng)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的抗輻射工藝及設(shè)計(jì)的辦法很多，但對(duì)它抗輻射能力的測(cè)試大都是通過(guò)強(qiáng)的輻射源或通過(guò)粒子加速器產(chǎn)生粒子，轟擊衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件中需加有監(jiān)控語(yǔ)句或監(jiān)控程序，來(lái)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的單粒子翻轉(zhuǎn)事件，及對(duì)翻轉(zhuǎn)位的修正情況，監(jiān)控程序通過(guò)通信口將測(cè)試結(jié)果傳送到其他系統(tǒng)來(lái)顯示輸出，達(dá)到測(cè)試的目的。但它具有以下不足
a.成本高；b.對(duì)人體有相當(dāng)大的輻射損害；c.輻射過(guò)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不能再使用；d.粒子與存儲(chǔ)器位發(fā)生作用是隨機(jī)的，只能定性測(cè)試計(jì)算機(jī)軟件的抗輻射能力。
e.需在軟件嵌入監(jiān)控語(yǔ)句或程序，改變了原有的程序結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的在于提供一種衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力的測(cè)試儀及其測(cè)試方法。它能定量地測(cè)試衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)的能力，并克服傳統(tǒng)的測(cè)試方法的不足。且本發(fā)明采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的雙口共享存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)的電子學(xué)計(jì)算機(jī)方法，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的抗干擾測(cè)試簡(jiǎn)單而有效。
為了解決上述的任務(wù)，本發(fā)明采用的解決方案是1、本發(fā)明首先提供一種衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力的測(cè)試儀，它包括一個(gè)運(yùn)算及處理的中央微處理器、固化有應(yīng)用程序的只讀存儲(chǔ)器、存放參數(shù)及數(shù)據(jù)的隨機(jī)存儲(chǔ)器、以及用于交互通信的通信接口，該中央微處理器、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器以及通信接口通過(guò)數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線互相連接構(gòu)成一個(gè)基本的計(jì)算機(jī)單元；另外還包括一個(gè)用于人機(jī)交互的計(jì)算機(jī)終端，該計(jì)算機(jī)終端與計(jì)算機(jī)單元之中的通信接口相連接且二者之間傳遞數(shù)據(jù)信息；其特點(diǎn)在于還包括雙口共享存儲(chǔ)器及總線轉(zhuǎn)換接口；該雙口共享存儲(chǔ)器，包含有二套數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線，其中一套數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線與前述的計(jì)算機(jī)單元的數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線相連接且前述計(jì)算機(jī)單元通過(guò)總線能存取該雙口共享存儲(chǔ)器，該雙口共享存儲(chǔ)器的另一套數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線連接到總線轉(zhuǎn)換接口；該總線轉(zhuǎn)換接口為現(xiàn)場(chǎng)可編程器件且各引腳可由編程指令設(shè)置成數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線，現(xiàn)場(chǎng)可編程器件其中部分引腳連接到上述雙口共享存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線上，且在測(cè)試衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力時(shí)該現(xiàn)場(chǎng)可編程器件的另一部分引腳連接到被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線之上。
因被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)空間的存儲(chǔ)器為空座，通過(guò)電纜與測(cè)試儀的總線轉(zhuǎn)換接口相連，因而雙口共享存儲(chǔ)器成為兩套計(jì)算機(jī)的共享存儲(chǔ)器，被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)所有的數(shù)據(jù)空間均在雙口共享存儲(chǔ)器中，測(cè)試儀可以訪問(wèn)被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)所有的存儲(chǔ)器空間。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容可以被測(cè)試儀的計(jì)算機(jī)單元所改變，對(duì)軟件來(lái)說(shuō)，發(fā)生了空間單粒子翻轉(zhuǎn)事件。
2、本發(fā)明還提供一種衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力的測(cè)試方法，包括下述步驟a、計(jì)算機(jī)終端進(jìn)入應(yīng)用程序，且計(jì)算機(jī)終端通過(guò)通信接口向測(cè)試儀傳送總線轉(zhuǎn)換接口的編程數(shù)據(jù)；b、測(cè)試儀接收計(jì)算機(jī)終端傳送過(guò)來(lái)的編程數(shù)據(jù)之后，根據(jù)編程數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的初始化操作；c、通過(guò)人機(jī)交互在計(jì)算機(jī)終端上輸入仿真單粒子翻轉(zhuǎn)事件的有關(guān)參數(shù)，隨機(jī)發(fā)生的強(qiáng)度，特定變量的地址位等；輸入?yún)?shù)結(jié)束之后計(jì)算機(jī)終端通過(guò)通信接口傳送運(yùn)行參數(shù)到測(cè)試儀；d、測(cè)試儀接收運(yùn)行參數(shù)之后，初始化應(yīng)用程序，且等待計(jì)算機(jī)終端發(fā)送的啟動(dòng)命令；e、計(jì)算機(jī)終端通過(guò)通信接口向測(cè)試儀發(fā)送啟動(dòng)命令；f、測(cè)試儀接收啟動(dòng)命令之后，根據(jù)運(yùn)行參數(shù)仿真空間單粒子翻轉(zhuǎn)改變相應(yīng)的雙口共享存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)位并記錄改變的時(shí)間；g、測(cè)試儀將操作結(jié)果通過(guò)通信接口傳送給計(jì)算機(jī)終端，計(jì)算機(jī)終端接收數(shù)據(jù)之后顯示記錄；同時(shí)，測(cè)試儀讀掃雙口共享存儲(chǔ)器中發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)位，記錄被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)糾正的位及時(shí)間，且通過(guò)通信接口傳送給計(jì)算機(jī)終端，計(jì)算機(jī)終端接收數(shù)據(jù)之后顯示記錄；h、計(jì)算機(jī)終端根據(jù)測(cè)試儀傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，且將被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子事件能力的定量數(shù)據(jù)顯示和打印。
由本發(fā)明的特征可知，本發(fā)明與傳統(tǒng)的方式相比具有如下有益效果a)成本極其低廉；b)無(wú)輻射損害；c)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能再被使用；d)定量測(cè)試計(jì)算機(jī)軟件的抗輻射能力，包括隨機(jī)位的頻度和特定位的頻度；e)被測(cè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無(wú)須植入監(jiān)測(cè)軟件，測(cè)試不改變軟件系統(tǒng)本身。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1是本發(fā)明衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力測(cè)試儀的工作原理示意圖。
圖2是本發(fā)明衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力的測(cè)試程序流程框圖。
圖3是測(cè)試儀的總線轉(zhuǎn)換接口和雙口共享存儲(chǔ)器連接示意圖。
現(xiàn)請(qǐng)參閱圖1是本發(fā)明衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力測(cè)試儀的工作原理示意圖。包括一個(gè)運(yùn)算及處理的中央微處理器(CPU)、固化有應(yīng)用程序的只讀存儲(chǔ)器(ROM)、存放參數(shù)及數(shù)據(jù)的隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、以及用于交互通信的通信接口，該中央微處理器、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器以及通信接口通過(guò)數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線互相連接構(gòu)成一個(gè)基本的計(jì)算機(jī)單元；另外還包括一個(gè)用于人機(jī)交互的計(jì)算機(jī)終端2，該計(jì)算機(jī)終端2與計(jì)算機(jī)單元之中的通信接口相連接且二者之間傳遞數(shù)據(jù)信息；其特點(diǎn)在于還包括雙口共享存儲(chǔ)器12及總線轉(zhuǎn)換接口11；該雙口共享存儲(chǔ)器12為雙接口的器件，具有二套數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線，其中一套數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線與前述的計(jì)算機(jī)單元的數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線相連接且能被前述的計(jì)算機(jī)單元通過(guò)總線存取，該雙口共享存儲(chǔ)器12的另一套數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線連接到總線轉(zhuǎn)換接口11；該總線轉(zhuǎn)換接口11為現(xiàn)場(chǎng)可編程器件且各引腳可由編程指令設(shè)置成數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線，現(xiàn)場(chǎng)可編程器件的其中部分引腳連接到上述雙口共享存儲(chǔ)器12的數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線上，且在測(cè)試被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力時(shí)該現(xiàn)場(chǎng)可編程器件的另一部分引腳連接到被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3的數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線之上。
被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3，它的數(shù)據(jù)空間存儲(chǔ)器為空座，通過(guò)電纜與測(cè)試儀1的可編程的總線轉(zhuǎn)換接口11相連，測(cè)試時(shí)，被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3的數(shù)據(jù)空間存放在雙口共享存儲(chǔ)器12中，可以被測(cè)試儀1隨機(jī)訪問(wèn)；因而雙口共享存儲(chǔ)器12成為兩套計(jì)算機(jī)的共享存儲(chǔ)器，被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3所有的數(shù)據(jù)空間均存放在雙口共享存儲(chǔ)器12中，測(cè)試儀1可以訪問(wèn)被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3所有的存儲(chǔ)器空間。被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3在軟件模擬運(yùn)行時(shí)，存放數(shù)據(jù)的雙口共享存儲(chǔ)器12中的內(nèi)容可以被測(cè)試儀1的計(jì)算機(jī)單元所改變，對(duì)軟件來(lái)說(shuō)，發(fā)生了空間單粒子翻轉(zhuǎn)事件，用電子學(xué)計(jì)算機(jī)的方法仿真空間輻射產(chǎn)生的單粒子翻轉(zhuǎn)事件。
再有測(cè)試儀1通過(guò)通信接口之中的串行口與計(jì)算機(jī)終端2相連，測(cè)試儀1中的軟件通過(guò)接收計(jì)算機(jī)終端2傳送的軟件運(yùn)行參數(shù)，可以人為設(shè)定單粒子翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的頻度、地址、位數(shù)等，也可仿真隨機(jī)發(fā)生的單粒子翻轉(zhuǎn)。測(cè)試儀1掃描讀取改變過(guò)的雙口共享存儲(chǔ)器12中的存儲(chǔ)位，記錄下發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)位能否被所檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件糾正和糾正的時(shí)間，即可定量地對(duì)軟件抗空間單粒子翻轉(zhuǎn)能力定量測(cè)試。
再請(qǐng)參閱圖2是本發(fā)明衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)能力的測(cè)試程序流程框圖。包括下述步驟a、計(jì)算機(jī)終端2進(jìn)入應(yīng)用程序，且計(jì)算機(jī)終端2通過(guò)通信接口向測(cè)試儀1傳送總線轉(zhuǎn)換接口11的編程數(shù)據(jù)；b、測(cè)試儀1接收計(jì)算機(jī)終端2傳送過(guò)來(lái)的編程數(shù)據(jù)之后，根據(jù)編程數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的初始化操作；c、通過(guò)人機(jī)交互在計(jì)算機(jī)終端2上輸入仿真單粒子翻轉(zhuǎn)事件的有關(guān)參數(shù)，隨機(jī)發(fā)生的強(qiáng)度，特定變量的地址位等；輸入?yún)?shù)結(jié)束之后計(jì)算機(jī)終端2通過(guò)通信接口傳送運(yùn)行參數(shù)到測(cè)試儀1；d、測(cè)試儀1接收運(yùn)行參數(shù)之后，初始化應(yīng)用程序，且等待計(jì)算機(jī)終端2發(fā)送的啟動(dòng)命令；e、計(jì)算機(jī)終端2通過(guò)通信接口向測(cè)試儀1發(fā)送啟動(dòng)命令；f、測(cè)試儀1接收啟動(dòng)命令之后，根據(jù)運(yùn)行參數(shù)仿真空間單粒子翻轉(zhuǎn)改變相應(yīng)的雙口共享存儲(chǔ)器12中的數(shù)據(jù)位并記錄改變的時(shí)間；g、測(cè)試儀1將操作結(jié)果通過(guò)通信接口傳送給計(jì)算機(jī)終端2，計(jì)算機(jī)終端2接收數(shù)據(jù)之后顯示記錄；同時(shí)，測(cè)試儀1讀掃雙口共享存儲(chǔ)器12中發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)位，記錄被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3糾正的位及時(shí)間，且通過(guò)通信接口傳送給計(jì)算機(jī)終端2，計(jì)算機(jī)終端2接收數(shù)據(jù)之后顯示記錄；h、計(jì)算機(jī)終端2根據(jù)測(cè)試儀1傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，且將被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3軟件抗單粒子事件能力的定量數(shù)據(jù)顯示和打印。
更具體地說(shuō)，通過(guò)計(jì)算機(jī)終端2輸入總線轉(zhuǎn)換接口11的編程數(shù)據(jù)，對(duì)總線轉(zhuǎn)換接口11的可編程器件初試化，是為了適應(yīng)不同被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3的存儲(chǔ)器；計(jì)算機(jī)終端2的人機(jī)交互，增加了系統(tǒng)的靈活性；測(cè)試儀1可以通過(guò)計(jì)算機(jī)終端3傳送不同的啟動(dòng)指令，啟動(dòng)不同的測(cè)試仿真模式，包括隨機(jī)的或周期的。
計(jì)算機(jī)終端2是普通的個(gè)人微機(jī)(PC)再加上一臺(tái)打印機(jī)，應(yīng)用程序主要完成人機(jī)交互，將有關(guān)運(yùn)行參數(shù)、初始化參數(shù)、運(yùn)行模式等送給測(cè)試儀1，同時(shí)將測(cè)試儀1掃讀測(cè)試的結(jié)果傳送給計(jì)算機(jī)終端2且進(jìn)行顯示和打印。運(yùn)行參數(shù)主要包括仿真單粒子翻轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)位地址、仿真單粒子翻轉(zhuǎn)的頻度、仿真單粒子翻轉(zhuǎn)的位數(shù)；運(yùn)行模式主要有隨機(jī)仿真、周期仿真，隨機(jī)、周期的變量指時(shí)間、數(shù)據(jù)位地址、一次翻轉(zhuǎn)的位數(shù)等。初始化參數(shù)主要包括被測(cè)檢的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3的存儲(chǔ)器座與測(cè)試儀1的雙口共享存儲(chǔ)器12的總線轉(zhuǎn)換接口11的編程數(shù)據(jù)；測(cè)試儀1掃讀測(cè)試的結(jié)果，實(shí)時(shí)通過(guò)通信接口傳送給計(jì)算機(jī)終端2且應(yīng)用程序顯示打印輸出。應(yīng)用程序主要包括人機(jī)交互模塊、通信模塊、報(bào)表打印、數(shù)據(jù)后處理等。
計(jì)算機(jī)終端2開(kāi)機(jī)后，運(yùn)行計(jì)算機(jī)終端2的應(yīng)用程序，輸入總線轉(zhuǎn)換接口11的編程數(shù)據(jù)。圖3是測(cè)試儀1的總線轉(zhuǎn)換接口11和雙口共享存儲(chǔ)器12連接示意圖，總線轉(zhuǎn)換接口11主要由現(xiàn)場(chǎng)可編程器件，如XILLINX公司的FPGA構(gòu)成。可編程的總線轉(zhuǎn)換接口11的目的是為適應(yīng)被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3的不同存儲(chǔ)器型號(hào)的總線，包括數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制線；總線轉(zhuǎn)換接口11的現(xiàn)場(chǎng)可編程器件的引腳可以按需要通過(guò)編程重新定義，編程數(shù)據(jù)來(lái)自計(jì)算機(jī)終端2的人工輸入的初始化參數(shù)，完成總線轉(zhuǎn)換、片選及同地址訪問(wèn)沖突控制。雙口共享存儲(chǔ)器12可以選用IDT公司的有關(guān)雙口器件，雙口共享存儲(chǔ)器12的一端連接測(cè)試儀1的總線，另一端連接到總線轉(zhuǎn)換接口11，通過(guò)電纜與被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3的存儲(chǔ)器座相連，測(cè)試儀1的計(jì)算機(jī)單元與被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3可同時(shí)訪問(wèn)雙口共享存儲(chǔ)器12的共享數(shù)據(jù)空間，對(duì)于被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3所有的存儲(chǔ)器空間均在雙口共享存儲(chǔ)器12中，測(cè)試儀1可以改變被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3的所有數(shù)據(jù)空間的數(shù)據(jù)位。
通過(guò)計(jì)算機(jī)終端2輸入總線轉(zhuǎn)換接口11的編程數(shù)據(jù)。這是事先根據(jù)被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3的存儲(chǔ)器型號(hào)，再確定對(duì)總線轉(zhuǎn)換接口11的現(xiàn)場(chǎng)可編程器件的編程數(shù)據(jù)。測(cè)試儀1的通信接口接受編程數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)加載到總線轉(zhuǎn)換接口11的現(xiàn)場(chǎng)可編程器件的內(nèi)部，進(jìn)行相應(yīng)的總線轉(zhuǎn)換接口11的初始化操作，測(cè)試儀1硬件初始化工作完成。
計(jì)算機(jī)終端2輸入仿真單粒子翻轉(zhuǎn)事件的有關(guān)參數(shù)隨機(jī)發(fā)生的強(qiáng)度、特定變量的地址位等。計(jì)算機(jī)終端2的應(yīng)用程序?qū)?shù)組幀，通過(guò)通信接口的串行口發(fā)送到測(cè)試儀1中，測(cè)試儀1的計(jì)算機(jī)單元接收運(yùn)行參數(shù)幀后，將隨機(jī)發(fā)生的強(qiáng)度、特定變量的地址位等賦值給初始化應(yīng)用程序，等待啟動(dòng)命令。啟動(dòng)命令由計(jì)算機(jī)終端2發(fā)送。
計(jì)算機(jī)終端2發(fā)送啟動(dòng)命令，啟動(dòng)測(cè)試儀1進(jìn)入仿真工作狀態(tài)。測(cè)試儀1根據(jù)運(yùn)行參數(shù)，仿真空間單粒子翻轉(zhuǎn)，改變相應(yīng)的雙口共享存儲(chǔ)器12中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位，并記錄改變時(shí)間。對(duì)隨機(jī)仿真模式，根據(jù)運(yùn)行參數(shù)的單粒子翻轉(zhuǎn)強(qiáng)度，產(chǎn)生隨機(jī)翻轉(zhuǎn)的位和時(shí)間；對(duì)特定變量的地址位翻轉(zhuǎn)仿真，則只隨機(jī)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)時(shí)間。測(cè)試儀1將仿真結(jié)果通知計(jì)算機(jī)終端2顯示并記錄。
同時(shí)測(cè)試儀1的測(cè)試應(yīng)用程序啟動(dòng)，測(cè)試儀1測(cè)試應(yīng)用程序主要任務(wù)是循環(huán)掃讀發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)的位。測(cè)試儀1讀掃雙口共享存儲(chǔ)器12中的發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)位，記錄被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3糾正的位及時(shí)間，傳送給計(jì)算機(jī)終端2作后續(xù)處理。計(jì)算機(jī)終端2根據(jù)仿真單粒子事件的強(qiáng)度等信息，以及位翻轉(zhuǎn)的時(shí)間、被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3容錯(cuò)程序糾錯(cuò)的時(shí)間、被糾錯(cuò)的位數(shù)等，可以定量地判斷被監(jiān)測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3對(duì)單粒子翻轉(zhuǎn)的糾錯(cuò)能力，并發(fā)現(xiàn)被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3容錯(cuò)程序的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)行程序的二次修正。
綜合上述，本發(fā)明的關(guān)鍵是通過(guò)雙口共享存儲(chǔ)器12的共享設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)測(cè)試儀1在被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件無(wú)法感知的情況下，根據(jù)事先的設(shè)定改變被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3的數(shù)據(jù)位，仿真空間單粒子翻轉(zhuǎn)。并無(wú)須在被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件中加入任何監(jiān)控語(yǔ)句，即可測(cè)試被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)3單粒子翻轉(zhuǎn)的容錯(cuò)能力。
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力的測(cè)試儀，包括一個(gè)運(yùn)算及處理的中央微處理器、固化有應(yīng)用程序的只讀存儲(chǔ)器、存放參數(shù)及數(shù)據(jù)的隨機(jī)存儲(chǔ)器、以及用于交互通信的通信接口，該中央微處理器、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器以及通信接口通過(guò)數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線互相連接構(gòu)成一個(gè)基本的計(jì)算機(jī)單元；另外還包括一個(gè)用于人機(jī)交互的計(jì)算機(jī)終端，該計(jì)算機(jī)終端與計(jì)算機(jī)單元之中的通信接口相連接且二者之間傳遞數(shù)據(jù)信息；其特征在于還包括雙口共享存儲(chǔ)器及總線轉(zhuǎn)換接口；該雙口共享存儲(chǔ)器為雙接口器件，具有二套數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線，其中一套數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線與前述的計(jì)算機(jī)單元的數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線相連接且前述計(jì)算機(jī)單元通過(guò)總線存取該雙口共享存儲(chǔ)器，該雙口共享存儲(chǔ)器的另一套數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線連接到總線轉(zhuǎn)換接口；該總線轉(zhuǎn)換接口的其中部分引腳連接到上述雙口共享存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線上，且在測(cè)試衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力時(shí)該總線轉(zhuǎn)換接口的另一部分引腳連接到被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線之上。
2.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力的測(cè)試儀，其特征在于其中所述的總線轉(zhuǎn)換接口為現(xiàn)場(chǎng)可編程器件，且該現(xiàn)場(chǎng)可編程器件的各引腳由編程指令設(shè)置成數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線。
3.一種衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力的測(cè)試方法，其特征在于包括下述步驟a、計(jì)算機(jī)終端進(jìn)入應(yīng)用程序，且計(jì)算機(jī)終端通過(guò)通信接口向測(cè)試儀傳送總線轉(zhuǎn)換接口的編程數(shù)據(jù)；b、測(cè)試儀接收計(jì)算機(jī)終端傳送過(guò)來(lái)的編程數(shù)據(jù)之后，根據(jù)編程數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的初始化操作；c、通過(guò)人機(jī)交互在計(jì)算機(jī)終端上輸入仿真單粒子翻轉(zhuǎn)事件的有關(guān)參數(shù)，隨機(jī)發(fā)生的強(qiáng)度，特定變量的地址位；輸入?yún)?shù)結(jié)束之后計(jì)算機(jī)終端通過(guò)通信接口傳送運(yùn)行參數(shù)到測(cè)試儀；d、測(cè)試儀接收運(yùn)行參數(shù)之后，初始化應(yīng)用程序，且等待計(jì)算機(jī)終端發(fā)送的啟動(dòng)命令；e、計(jì)算機(jī)終端通過(guò)通信接口向測(cè)試儀發(fā)送啟動(dòng)命令；f、測(cè)試儀接收啟動(dòng)命令之后，根據(jù)運(yùn)行參數(shù)仿真空間單粒子翻轉(zhuǎn)改變相應(yīng)的雙口共享存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)位并記錄改變的時(shí)間；g、測(cè)試儀將操作結(jié)果通過(guò)通信接口傳送給計(jì)算機(jī)終端，計(jì)算機(jī)終端接收數(shù)據(jù)之后顯示記錄；同時(shí)，測(cè)試儀讀掃雙口共享存儲(chǔ)器中發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)位，記錄被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)糾正的位及時(shí)間，且通過(guò)通信接口傳送給計(jì)算機(jī)終端，計(jì)算機(jī)終端接收數(shù)據(jù)之后顯示記錄；h、計(jì)算機(jī)終端根據(jù)測(cè)試儀傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，且將被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件抗單粒子事件能力的定量數(shù)據(jù)顯示和打印。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)軟件單粒子翻轉(zhuǎn)容錯(cuò)能力的測(cè)試儀及測(cè)試方法。主要由計(jì)算機(jī)基本單元加雙口共享存儲(chǔ)器及總線轉(zhuǎn)換接口組成,與被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)形成緊耦合的雙機(jī)系統(tǒng)。雙口共享存儲(chǔ)器作為被檢測(cè)的衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)空間,測(cè)試儀改變雙口共享存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)位,模擬衛(wèi)星在軌的星載計(jì)算機(jī)單粒子翻轉(zhuǎn)事件,再通過(guò)掃描讀取被衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)糾正的存儲(chǔ)位及時(shí)間,達(dá)到定量測(cè)試軟件抗單粒子翻轉(zhuǎn)能力的目的。
文檔編號(hào)G06F11/36GK1258043SQ9912700
公開(kāi)日2000年6月28日 申請(qǐng)日期1999年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月29日
發(fā)明者劉海濤, 楊根慶, 陳浩, 李華旺 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海冶金研究所