面向空空导弹飞控软件的软件容错技术研究

发布时间：2024-07-07 10:18

　　随着临近空间飞行器的发展,空空导弹作战空域也向超高空域拓展,因此在空空导弹设计时需要考虑高能粒子引起的计算机系统瞬时故障。本文从软件防护的角度出发,针对该故障提出了一种基于冗余备份及校验和的软件数据流加固方法。试验表明,该算法对单粒子翻转引起的瞬态故障具有良好的防护性,具有通用性好、易移植等优点。

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【部分图文】：

图1软件数据流容错处理机制流程图

一个完整的软件数据流错误容错处理机制如图1所示。软件数据流错误容错处理机制一般包括故障检测算法，以及必要的数据恢复算法，在正常的程序运行流程中加入故障检测算法，如果检测到程序数据流发生故障，则执行数据恢复流程，如未检测到故障则继续执行正常的程序流程。

图2三冗余算法伪代码示例

常见的软件数据流容错处理机制一般有三变量冗余投票算法，该算法的基本原理为对每个需要加固的数据变量均形成两个冗余变量，并将变量数值赋予另外两个冗余变量，涉及该变量的运算赋值语句均执行三遍冗余，在该数据变量需要进行运算或重新赋值前，将该数据变量与该变量的两个冗余变量进行对比，如数值一....

图3算法原理框图

算法原理框图如图3所示。该算法与常规的三变量冗余投票算法相比，仅需要对变量进行双冗余，而数据错误判断及恢复的算法复杂度并没有增加，因此节省了大量的计算机资源。而且如果三变量冗余投票算法中三变量有两个变量同时发生数值跳变，则该算法会将故障值作为真值进行后续程序运行，不能正确进行故障....

图4伪代码示例

算法的有效性需要试验来进行证明，为了验证本文所提出的基于冗余备份及校验和的软件数据流加固算法的有效性，设计如下试验：利用某型空空导弹数字仿真环境[7]，对飞控软件中识别出的较为重要的数据变量：稳定控制模块中滚转、俯仰和偏航三通道过载指令，利用基于冗余备份及校验和的软件数据流加固算....

本文编号：4003559