本發(fā)明涉及衛(wèi)星程序維護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種衛(wèi)星在軌程序重注系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

衛(wèi)星的空間有效載荷指的是直接執(zhí)行衛(wèi)星任務(wù)的儀器設(shè)備(包括主控制器，用于存儲程序的存儲器以及執(zhí)行程序的內(nèi)存等)，由于空間有效載荷的嵌入式軟件是工作的中樞，若由于在軌應(yīng)用環(huán)境的變化，使得嵌入式軟件部分功能失效的話，會影響空間有效載荷的正常工作，此時需要采用在軌程序重注的方法更新或更換嵌入式軟件的程序，恢復(fù)空間有效載荷的正常工作。

在軌程序重注的方法是通過天地鏈路將重注程序從地面控制中心傳送到衛(wèi)星平臺，衛(wèi)星平臺再通過衛(wèi)星內(nèi)部數(shù)據(jù)總線傳送到空間有效載荷，空間有效載荷接收重注程序，通過校驗后存儲，重注程序可覆蓋原始程序，也可單獨存儲，然后地面控制中心發(fā)送切換程序指令，使空間有效載荷切換至引導(dǎo)重注程序，然后進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位操作，復(fù)位后直接運(yùn)行重注程序。

目前，空間有效載荷中，接收切換程序指令后將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的切換信號發(fā)送至主控制器進(jìn)行程序切換的部件為fpga，同時fpga還承擔(dān)接收地面控制中心發(fā)送的復(fù)位指令后生成復(fù)位信號并發(fā)送至主控制器的功能，以及一些其他功能。由于fpga承擔(dān)的功能較多，程序復(fù)雜，不同程序之間可能出現(xiàn)相互影響，即fpga中一個功能部分出現(xiàn)故障后，可能會影響程序切換部分或復(fù)位部分的功能，導(dǎo)致切換失敗或復(fù)位失敗，使得空間有效載荷無法引導(dǎo)重注程序運(yùn)行，即采用兼具多種功能的fpga來作為復(fù)位部分與程序切換部分的功能組件存在較大風(fēng)險，可靠性低。

因此，如何提供一種可靠性高的衛(wèi)星在軌程序重注系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種衛(wèi)星在軌程序重注系統(tǒng)，能夠盡可能避免由于將多個功能集成到一起導(dǎo)致的對系統(tǒng)復(fù)位功能以及程序切換功能的影響，可靠性高。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星在軌程序重注系統(tǒng)，包括主控制器以及分別與所述主控制器連接的切換信號生成電路、內(nèi)存、原始程序存儲器、重注程序存儲器和復(fù)位電路；

所述原始程序存儲器內(nèi)存儲有原始程序以及引導(dǎo)程序；

所述切換信號生成電路，用于接收地面控制中心發(fā)送的切換程序指令后，輸出相應(yīng)的引導(dǎo)標(biāo)識信號至至所述主控制器；

所述主控制器，用于接收復(fù)位信號后控制系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作；復(fù)位后，讀取所述原始程序存儲器內(nèi)的引導(dǎo)程序進(jìn)行運(yùn)行，所述引導(dǎo)程序依據(jù)接收到的引導(dǎo)標(biāo)識信號引導(dǎo)所述重注程序存儲器內(nèi)的重注程序或所述原始程序存儲器內(nèi)的原始程序至所述內(nèi)存內(nèi)運(yùn)行；

所述復(fù)位電路，用于接收所述地面控制中心發(fā)送的復(fù)位程序指令后，生成所述復(fù)位信號并發(fā)送至所述主控制器。

優(yōu)選地，還包括：

用于對復(fù)位程序指令進(jìn)行過濾操作的容錯電路，所述容錯電路的輸入端用于接收所述地面控制中心發(fā)送的復(fù)位程序指令，輸出端連接所述復(fù)位電路的輸入端。

優(yōu)選地，所述容錯電路具體為rc電路。

優(yōu)選地，還包括：

連接于所述復(fù)位電路的輸出端與所述主控制器的復(fù)位輸入端之間的整形電路，所述整形電路用于對所述復(fù)位信號進(jìn)行整形操作。

優(yōu)選地，所述整形電路具體為施密特觸發(fā)器。

優(yōu)選地，還包括：

用于產(chǎn)生冗余復(fù)位信號的看門狗電路；

用于進(jìn)行或操作的邏輯電路；

所述看門狗電路的輸出端與所述整形電路的輸出端分別連接所述邏輯電路的兩個輸入端，所述邏輯電路的輸出端連接所述主控制器的復(fù)位輸入端。

優(yōu)選地，所述切換信號生成電路具體為磁保持繼電器。

優(yōu)選地，所述復(fù)位電路為電磁繼電器。

優(yōu)選地，所述內(nèi)存具體包括：

運(yùn)行模塊，用于運(yùn)行所述重注程序或所述原始程序；

重注模塊，用于接收所述地面控制中心發(fā)送的采用ccsds編碼的重注程序數(shù)據(jù)包進(jìn)行依次校驗及存儲，當(dāng)接收到尾包后，整合各個數(shù)據(jù)包內(nèi)的程序得到所述重注程序并進(jìn)行校驗，校驗通過后，將所述重注程序?qū)懭胨鲋刈⒊绦虼鎯ζ鲀?nèi)。

本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星在軌程序重注系統(tǒng)，包括主控制器以及分別與所述主控制器連接的切換信號生成電路、內(nèi)存、原始程序存儲器、重注程序存儲器和復(fù)位電路；切換信號生成電路接收地面控制中心發(fā)送的切換程序指令后，輸出相應(yīng)的電引導(dǎo)標(biāo)識信號至主控制器，主控制器在復(fù)位后，讀取引導(dǎo)程序進(jìn)行運(yùn)行，引導(dǎo)程序運(yùn)行過程中，會根據(jù)接收到的引導(dǎo)標(biāo)識信號攜帶的引導(dǎo)標(biāo)識，選擇性的引導(dǎo)重注程序存儲器內(nèi)的重注程序或原始程序存儲器內(nèi)的原始程序至內(nèi)存內(nèi)運(yùn)行?？梢姡景l(fā)明的系統(tǒng)將復(fù)位電路與切換信號生成電路分離開來，復(fù)位信號與切換信號由不同的電路生成，且復(fù)位電路僅用于復(fù)位信號的生成，而切換信號生成電路僅用于切換信號的生成，盡可能避免了切換信號生成部分與復(fù)位部分之間的相互影響，也減少了由于將以上兩個功能部分與其他功能集成到一起而導(dǎo)致受到其他功能的影響造成故障的情況出現(xiàn)，提高了衛(wèi)星在軌程序重注過程的可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對現(xiàn)有技術(shù)和實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的一種衛(wèi)星在軌程序重注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的另一種衛(wèi)星在軌程序重注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的一種ccsds編碼重注程序數(shù)據(jù)包格式示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的核心是提供一種衛(wèi)星在軌程序重注系統(tǒng)，能夠盡可能避免由于將多個功能集成到一起導(dǎo)致的對系統(tǒng)復(fù)位功能以及程序切換功能的影響，可靠性高。

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星在軌程序重注系統(tǒng)，參見圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的一種衛(wèi)星在軌程序重注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；該系統(tǒng)包括主控制器1以及分別與主控制器1連接的切換信號生成電路5、內(nèi)存4、原始程序存儲器3、重注程序存儲器2和復(fù)位電路6；

原始程序存儲器內(nèi)存儲有原始程序以及引導(dǎo)程序；

其中，原始程序存儲器3、重注程序存儲器2之間相互獨立，兩個存儲器具體可采用eeprom(型號可以為3dee5m40vs5257)，采用主控制器1不同的片選信號，具有不同的地址空間。當(dāng)然，本發(fā)明不限定兩個存儲器的具體型號。

切換信號生成電路5，用于用于接收地面控制中心發(fā)送的切換程序指令后，輸出相應(yīng)的引導(dǎo)標(biāo)識信號至至所述主控制器1；

這里的切換信號生成電路5可以采用磁保持繼電器2jb1-910，該引導(dǎo)標(biāo)識信號為高低電平信號，不同的引導(dǎo)標(biāo)識采用不同的電平表示，例如高電平表示引導(dǎo)重注程序，低電平表示引導(dǎo)原始程序，當(dāng)然，具體高電平引導(dǎo)哪種程序可自行設(shè)定，本發(fā)明不作限定，另外，切換信號生成電路5也可采用其他能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的電路。

主控制器1，用于用于接收復(fù)位信號后控制系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作；復(fù)位后，讀取所述原始程序存儲器內(nèi)的引導(dǎo)程序進(jìn)行運(yùn)行，所述引導(dǎo)程序依據(jù)接收到的引導(dǎo)標(biāo)識信號引導(dǎo)所述重注程序存儲器2內(nèi)的重注程序或所述原始程序存儲器3內(nèi)的原始程序至所述內(nèi)存4內(nèi)運(yùn)行；

其中，主控制器1可以采用bm3803處理器，其中，bm3803處理器的pi07引腳作為切換信號(第一電平信號和第二電平信號)的輸入與切換信號生成電路5的輸出端連接。其中，主控制器1內(nèi)存4儲有引導(dǎo)程序，引導(dǎo)程序在上電后自動運(yùn)行，其功能是引導(dǎo)不同的應(yīng)用程序加載至內(nèi)存4運(yùn)行，主控制器1初始化后，讀取pi07引腳輸入的切換信號的數(shù)據(jù)，當(dāng)切換信號為低電平信號時，讀取數(shù)據(jù)為0，此時，引導(dǎo)程序引導(dǎo)重注程序至內(nèi)存4中，當(dāng)切換信號為高電平信號時，讀取數(shù)據(jù)為1，此時，引導(dǎo)程序引導(dǎo)原始程序至內(nèi)存4中；當(dāng)然，也可以高電平信號時引導(dǎo)重注程序，反之引導(dǎo)原始程序，具體采用哪種方式本發(fā)明不作具體限定。

復(fù)位電路6，用于接收地面控制中心發(fā)送的復(fù)位程序指令后，生成復(fù)位信號并發(fā)送至主控制器1。

其中，這里的復(fù)位電路6也可以采用磁保持繼電器2jb1-910，用于在接收到低電平信號(80ms±10ms)時進(jìn)行復(fù)位，當(dāng)然，也可設(shè)置為高電平信號觸發(fā)復(fù)位，另外復(fù)位電路6也可采用其他類型的電路，本發(fā)明對此不作具體限定。

另外，這里的內(nèi)存4為sram，具體可以為型號3dsr20m40vs6507，當(dāng)然本發(fā)明不限定內(nèi)存4的型號。

需要注意的是，引導(dǎo)程序位于prom的0處，每次上電或復(fù)位后首先運(yùn)行該程序，它根據(jù)接收的引導(dǎo)標(biāo)識來決定引導(dǎo)原始程序或重注程序到內(nèi)存運(yùn)行。由于重注程序可能會發(fā)生多次覆蓋的情況，因此為了避免引導(dǎo)程序被覆蓋，將引導(dǎo)程序存儲于原始程序存儲器中。

本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星在軌程序重注系統(tǒng)，包括主控制器以及分別與所述主控制器連接的切換信號生成電路、內(nèi)存、原始程序存儲器、重注程序存儲器和復(fù)位電路；切換信號生成電路接收地面控制中心發(fā)送的切換程序指令后，輸出相應(yīng)的電引導(dǎo)標(biāo)識信號至主控制器，主控制器在復(fù)位后，讀取引導(dǎo)程序進(jìn)行運(yùn)行，引導(dǎo)程序運(yùn)行過程中，會根據(jù)接收到的引導(dǎo)標(biāo)識信號攜帶的引導(dǎo)標(biāo)識，選擇性的引導(dǎo)重注程序存儲器內(nèi)的重注程序或原始程序存儲器內(nèi)的原始程序至內(nèi)存內(nèi)運(yùn)行?？梢?，本發(fā)明的系統(tǒng)將復(fù)位電路與切換信號生成電路分離開來，復(fù)位信號與切換信號由不同的電路生成，且復(fù)位電路僅用于復(fù)位信號的生成，而切換信號生成電路僅用于切換信號的生成，盡可能避免了切換信號生成部分與復(fù)位部分之間的相互影響，也減少了由于將以上兩個功能部分與其他功能集成到一起而導(dǎo)致受到其他功能的影響造成故障的情況出現(xiàn)，提高了衛(wèi)星在軌程序重注過程的可靠性。

為方便理解，下面介紹上述系統(tǒng)的工作流程：

步驟s101：地面控制中心通過天地鏈路將重注程序發(fā)送至衛(wèi)星平臺，衛(wèi)星平臺再通過衛(wèi)星內(nèi)部1553b總線或can總線發(fā)送至空間有效載荷中的重注程序存儲器2內(nèi)進(jìn)行校驗并存儲；

步驟s102：切換信號生成電路5接收地面控制中心發(fā)送的重注切換程序指令后，生成第一電平信號至主控制器1；

步驟s103：復(fù)位電路6接收地面控制中心發(fā)送的復(fù)位程序指令后，生成復(fù)位信號并發(fā)送至主控制器1；

這里的引導(dǎo)即為拷貝操作。

步驟s104：內(nèi)存4初始化后，主控制器1運(yùn)行讀取的引導(dǎo)程序，引導(dǎo)程序根據(jù)接收到的第一電平信號引導(dǎo)重注程序存儲器2內(nèi)的重注程序至內(nèi)存4；

步驟s105：內(nèi)存4中的重注程序自動運(yùn)行，完成重注操作。

可以理解的是，本發(fā)明能夠反復(fù)切換內(nèi)存4中的程序來源，并且能夠?qū)崿F(xiàn)多次重注操作。

在優(yōu)選實施例中，內(nèi)存4具體包括：

運(yùn)行模塊，用于運(yùn)行重注程序或原始程序；

重注模塊，用于接收地面控制中心發(fā)送的采用ccsds編碼的重注程序數(shù)據(jù)包進(jìn)行依次校驗及存儲，當(dāng)接收到尾包后，整合各個數(shù)據(jù)包內(nèi)的程序得到重注程序并進(jìn)行校驗，校驗通過后，將重注程序?qū)懭胫刈⒊绦虼鎯ζ?內(nèi)。

可以理解的是，在步驟s101中重注程序發(fā)送至空間有效載荷并存儲的過程中，需要將重注程序分解為多個重注程序數(shù)據(jù)包。

其中，重注程序數(shù)據(jù)包的大小為每包64字節(jié)，ccsds編碼是基于ccsds標(biāo)準(zhǔn)的一種編碼，圖3為本發(fā)明提供的一種ccsds編碼重注程序數(shù)據(jù)包格式示意圖。

版本號：3位二進(jìn)制，固定為b”000”；

包類型：1位二進(jìn)制，固定為b”0”，代表重注包；

副導(dǎo)頭標(biāo)志：1位二進(jìn)制，b”0”代表沒有副導(dǎo)頭；b”1”代表有副導(dǎo)頭；

應(yīng)用進(jìn)程id：11位二進(jìn)制，標(biāo)識各后端設(shè)備；

序列標(biāo)志：2位二進(jìn)制，標(biāo)識上注程序

b”00”代表上注程序的中間包；

b”01”代表上注程序的起始包；

b”10”代表上注程序的結(jié)束包；

b”11”代表上注程序的獨立包。

包序列計數(shù)：14位二進(jìn)制，為當(dāng)前包在全部序列中的順序，從0開始計數(shù)，最大值為16383(b”11111111111111”)；

包數(shù)據(jù)長度：16位二進(jìn)制，單位為字節(jié)，值等于包數(shù)據(jù)長度(包含副導(dǎo)頭和有效數(shù)據(jù)區(qū))-1；

有效數(shù)據(jù)區(qū)：十六進(jìn)制數(shù)據(jù)內(nèi)容，數(shù)據(jù)長度應(yīng)為偶數(shù)，為上注程序+2字節(jié)校驗和；

crc校驗：4字節(jié)，校驗范圍包括整個源包，即對主導(dǎo)頭和包數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行校驗。

進(jìn)一步可知，在步驟s101中重注程序發(fā)送至空間有效載荷并存儲的過程具體如下：

步驟s201：sram通過衛(wèi)星內(nèi)部1553b總線或can總線接收傳輸?shù)闹刈⒊绦驍?shù)據(jù)包并進(jìn)行第一校驗，校驗合格則接收，并讀取重注程序數(shù)據(jù)包內(nèi)的有效數(shù)據(jù)然后按重注程序數(shù)據(jù)包序號的順序存儲于重注模塊內(nèi)，校驗失敗則丟棄并返回錯誤信息至衛(wèi)星平臺，通知衛(wèi)星平臺重傳；

步驟s202：重注模塊檢測到接收到尾包后，整合接收到的各個數(shù)據(jù)包內(nèi)的有效數(shù)據(jù)，得到完整的重注程序后并進(jìn)行第二校驗，校驗合格后，將sram內(nèi)的重注程序?qū)懭胫刈⒊绦虼鎯ζ?內(nèi)；

步驟s203：重注程序存儲器2對存儲的重注程序進(jìn)行第三校驗，校驗合格后，通知地面控制中心重注程序接收完成，可進(jìn)行后續(xù)重注程序的切換引導(dǎo)運(yùn)行操作。

可以理解的是，第一校驗是對傳輸?shù)闹刈⒊绦驍?shù)據(jù)包進(jìn)行校驗，目的是判斷整包的合格性；第二校驗是對重注程序的內(nèi)容進(jìn)行校驗，目的是判斷是否在有效數(shù)據(jù)的讀取或整合過程中出現(xiàn)錯誤；第三校驗是對傳輸至重注程序存儲器2內(nèi)的重注程序進(jìn)行校驗，目的是判斷重注程序從sram寫入重注程序存儲器2的過程中是否出現(xiàn)錯誤。通過上述三次校驗，能夠基本避免重注程序傳輸錯誤的情況出現(xiàn)，減少了由于重注程序錯誤導(dǎo)致的重注失敗的情況出現(xiàn)，提高了重注操作的可靠性。

作為優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括：

用于對復(fù)位程序指令進(jìn)行過濾操作的容錯電路，容錯電路的輸入端用于接收地面控制中心發(fā)送的復(fù)位程序指令，輸出端連接復(fù)位電路6的輸入端。

可以理解的是，這里的容錯電路的功能是用于過濾復(fù)位程序指令內(nèi)的噪聲，防止噪聲引起的誤復(fù)位操作，提高了系統(tǒng)的可靠性。

作為優(yōu)選地，這里的容錯電路具體為rc電路，能夠過濾小于20ms的低電平噪聲。

作為優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括：

連接于復(fù)位電路6的輸出端與主控制器1的復(fù)位輸入端之間的整形電路，整形電路用于對復(fù)位信號進(jìn)行整形操作。

具體的，這里的整形電路具體為施密特觸發(fā)器，其型號可以為snj54ahc14w，當(dāng)然，本發(fā)明不限定整形電路的具體類型。

作為優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括：

用于產(chǎn)生冗余復(fù)位信號的看門狗電路；

用于進(jìn)行或操作的邏輯電路；

看門狗電路的輸出端與整形電路的輸出端分別連接邏輯電路的兩個輸入端，邏輯電路的輸出端連接主控制器1的復(fù)位輸入端。

可以理解的是，看門狗電路的輸入端也接收地面控制中心發(fā)送的復(fù)位程序指令，從而控制看門狗電路生成復(fù)位信號，看門狗電路的輸入信號與復(fù)位電路6輸出的復(fù)位信號求或后連接主控制器1的復(fù)位輸入端。該看門狗電路為冗余電路，用于產(chǎn)生冗余復(fù)位信號，保證復(fù)位操作的成功執(zhí)行，提高系統(tǒng)的可靠性。

本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

還需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。