浅议星载嵌入式计算机系统可靠性技术

王雪梅 赵 昕

(商丘职业技术学院，河南 商丘 476000)

对于星载嵌入式计算机系统需要在恶劣的空间条件下，需要承受太空高真空、温度、辐射等极端条件地影响，为了尽量避免星载嵌入式计算机出现故障和延长星载嵌入式计算机系统的事业寿命，因此对于星载嵌入式计算机系统的可靠性应该得到足够的重视，依据现有的星载嵌入式计算机系统技术，不断创新和提高，星载计算机系统的可靠性。

1 星载嵌入式计算机系统可靠性存在的问题

1.1 由于我国星载嵌入式计算机技术的起步比较晚，对于计算机系统可靠性的技术还不是很成熟，因此星载嵌入式计算机系统的可靠性还存在许多缺陷。虽然目前我国星载嵌入式计算机正朝小型化、高性能等方向发展，但对嵌入式计算机的可靠性要求却越来越高。这就带来了很多星载计算机系统可靠性的问题，如何在降低星载计算机体积和质量的前提下，保证计算机系统的可靠性成了重点关注的对象。

1.2 随着星载嵌入式计算机技术的发展，对于星载嵌入式计算机整体可靠性的要求越来越高，在对星载嵌入式计算机进行设计建造过程中，为了提高计算机大规模集成电路的性能，就无法满足对星载计算机的可靠性指标，从而使星载嵌入式计算机的使用寿命年限达不到设计要求。

1.3 在星载嵌入式计算机系统软件编程中，常常由于在软件编程中无法达到要求，导致星载嵌入式计算机的可靠性下降。所以星载嵌入式计算机系统的软件编程配置也带来可靠性的问题。

2 星载嵌入式计算机系统可靠性技术的探讨

2.1 在对星载嵌入式计算机设计中，科研人员需要根据星载计算机的用途和充分考虑到太空不良因素对星载计算机带来的影响，制定科学合理地设计方案，引进新的星载计算机技术来提计算机系统的可靠性。目前国内外广泛使用容错技术，来对星载嵌入式计算机进行设计制造，容错技术主要是利用了冗余技术及时发现计算机出现的故障，通过自动检测，根据计算机的故障采取相应的维修措施，促使星载嵌入式计算机系统自动恢复工作或自动停机，来有效地提高星载计算机系统的可靠性。同时在星载计算机系统的设计中，科研人员还需要设计科学合理的星载计算机工作系统，保证星载计算机在不同阶段的正常运行，来提高星载计算机的可靠性。

2.2 星载嵌入式计算机系统的可靠性是在设计规定的条件和时间能完成设计规定的工作的能力。由于星载嵌入式计算机是需要承受太空中高真空、温度和高辐射等诸多不良环境在运行工作，星载嵌入式计算机的电子元器件在长时间运行下不断的受到不同程度的损害，逐渐影响计算机部分功能的正常运行，导致星载计算机系统可靠性降低。其中太空的粒子辐射对星载计算机造成的损害最大，对星载嵌入式计算机的可靠性影响极大，因此在对星载计算机的设计制造过程中，需要加强对星载计算机部件的质量，对计算机系统、元器件、接口电路等部位的抗辐射能力进行适当的提高，不断通过模拟实验来提高和检验星载嵌入式计算机的可靠性，同时科研人员需要不断开发研究新的高性能材料、新的技术手段来进一步提高星载计算机承受宇宙空间环境的能力，延长星载计算机的使用寿命。

2.3 对计算机软件是星载嵌入式计算机的核心组成之一，由于计算机软件在轨运行的过程中是不可修复的，当星载计算机软件出现故障时，为直接导致星载计算机在轨运行出现不可修复的故障而失去工作能力，因此在星载嵌入式计算机设计研发中要严格按照要求，对星载嵌入式计算机进行在轨编程，对软件代码进行严格的校验和计算，来保证星载计算机软件的可靠性，同时科研人员需要不断探索研究，使星载计算机软件拥有自行可修复的能力，保证星载计算机软件在出现故障时能够及时采取相应维修措施，来恢复星载计算机系统正常工作，进一步提高星载嵌入式计算机系统在轨运行的可靠性。

2.4 对于星载嵌入式计算机设计制造是一个复杂的系统工程，其中还包括了星载计算机电磁兼容设计、自主切换设计和电路保护等一系列的设计。通过对星载嵌入式计算机电磁兼容设计能够有效地解决星载计算机各个系统之间电磁干扰和宇宙空间的电磁辐射干扰，通过对这项技术的研究不仅能解决星载计算机系统内部的兼容问题，还能减少星载嵌入式计算机在轨运行受到电磁干扰的影响，能一定程度增强计算机的可靠性。星载嵌入式计算机的自主切换设计是其在轨运行的重要保证，在当星载嵌入式一个计算机出现故障后，会自动发出信号，自主切换开启另一台计算机，确保卫星的正常运行，来提高星载计算机系统的可靠性。星载嵌入式计算机拥有许多电路，如果出现故障，如短路，会直接影响星载计算机的工作，因此科研人员需要对星载计算机电路进行科学合理的设计，通过采用一些保护措施来解决星载计算机电路在轨运行中出现的各种电路问题，进一步确保星载嵌入式计算机的正常工作。

3 总结

近几年来，我国星载嵌入式计算机技术有了很大的进步，但仍然存在很多缺陷和不足，这就需要相关科研人员不断提高自身素质，结合现有的星载嵌入式计算机技术，不断探索、创新，来提高星载嵌入式计算机系统的可靠性，努力延长卫星的使用寿命。

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［2]杨为民.《可靠性维修性保障性总论》［M].国防工业出版社，2001.

［3]杨雅，袁雳，范宇飞.《星载嵌入式计算机实时操作系统的研究》［C]，中国首届嵌入技术应用交流会会刊暨论文集，2002，3.