一种卫星操作系统文件多级可靠装置的制作方法 专利技术说明

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术1.本发明涉及卫星星载电子系统领域，特别涉及一种卫星操作系统文件多级可靠装置。背景技术：2.数据冗余和容错技术随着计算机及系统可靠性的需求而产生，是一种高可靠的文件存储设计方法，在航空航天领域应用广泛。通常可靠性设计可从硬件单元着手，构建多个备份工作单元。但在宇航星载领域，受限于卫星重量、成本等要求，硬件冗余相对困难。3.目前，很多对卫星操作系统文件的可靠性设计方案仍为单一的三模冗余或分区备份冗余存储，无法适应日益多变的文件可靠性需求。如果仅进行单一方式文件冗余，会造成软件资源设计浪费，无法适应不同文件类型。4.因此，找到一种在轨卫星操作系统文件多级可靠装置，在卫星硬件条件不变的情况下实现文件多层次冗余，提高星载电子电子系统可靠性能力，成为了现今亟需解决的问题。技术实现要素：5.为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种卫星操作系统文件多级可靠装置，保证在恶劣的空间环境中，星载计算机系统能够安全可靠的数据存储。6.为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：7.一种卫星操作系统文件多级可靠装置，包括裸盘存储区和文件系统存储区，其中：8.所述裸盘存储区是由存储器硬件地址划分3块相同大小的存储区域，用于存储星载操作系统；9.所述文件系统存储区是由存储器硬件地址划分2块相同大小的存储区域，用于存储星载业务文件。10.进一步的，所述裸盘存储区为非易失性存储器，存储区域至少为3个以上，且各存储区域内分别存储同一套星载业务文件的镜像；所述裸盘存储区中的数据设置写保护，在轨运行后不会再改写。11.进一步的，所述文件系统存储区为非易失性存储器，存储区域至少为2个以上，分别存储同一套星载业务文件的镜像；所述文件系统存储区中的文件在轨可进行更新升级。12.进一步的，所述非易失存储器使用场景为星载计算机中，可以是某一单一非易失存储器元件，也可以是由多个独立的非易失存储器组成的非易失存储器组；若为非易失存储器组，则每个非易失存储器与操作系统间应有独立的通信通道。13.优选的，所述非易失存储器数据对三个裸盘存储区和两个文件系统存储区进行交替间隔分布。14.进一步的，在所述非易失存储器组中，使得三个裸盘存储区和两个文件系统存储区间隔分布在独立的非易失存储器中。15.进一步的，所述星载业务文件包括卫星操作系统镜像文件、星载基础服务软件、底层库文件，也包括与卫星操作系统相关的代码片段。16.进一步的，所述星载业务文件按照文件大小、文件校验值以及文件内容进行存储。17.进一步的，所述裸盘存储区，在加载星载业务文件时：18.计算读取文件校验值并和文件头部存储的校验值比较，一致就直接加载第一个裸盘存储区的卫星操作系统镜像；19.若是第一个裸盘存储区中的星载业务文件校验值对比不通过，则读取第二个裸盘存储区中的星载业务文件并校验，校验正确则加载运行；20.若是第二个裸盘存储区中的星载业务文件校验值对比不通过，则读取第三个裸盘存储区中的星载业务文件并校验，校验正确则加载运行；21.若是三套星载业务文件校验都失败，则采用三取二的方式加载这个三个裸盘存储区中的星载业务文件。22.进一步的，所述文件系统存储区，在加载星载业务文件时：23.计算读取文件校验值并和文件头部存储的校验值值比较，若发现存在校验不通过的文件，通过地面指令，利用在轨编程功能，修复对应的文件。24.本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：25.1、本发明实施例既对非易失存储器进行合理的数据存储布局，三个裸盘存储区和文件系统存储区冗余备份，确保系统在轨运行时不会因为部分非易失存储器的损坏或单粒子翻转导致系统起不来的问题；26.2、本发明实施例对可根据星载业务文件在轨更新需求，灵活选择冗余方式；27.3、本发明实施例可以适用于多种技术开发需求的在轨业务文件，包括但不限于基于中间件技术需求的业务文件、基于文件技术需求的业务文件、基于结构化编程技术需求的业务文件，具有广泛的适用性。附图说明28.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：29.图1为本发明实施例1非易失存储器单元上数据存储分布图；30.图2为本发明实施例2非易失存储器组上数据存储分布图。具体实施方式31.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。32.如图1和2所示，本实施例公开了一种卫星操作系统文件多级可靠装置，包括裸盘存储区和文件系统存储区，其中：33.所述裸盘存储区是由存储器硬件地址划分3块相同大小的存储区域，用于存储星载操作系统；34.所述文件系统存储区是由存储器硬件地址划分2块相同大小的存储区域，用于存储星载业务文件。35.进一步的，所述裸盘存储区为非易失性存储器，存储区域至少为3个以上，且各存储区域内分别存储同一套星载业务文件的镜像；所述裸盘存储区中的数据设置写保护，原则上在轨运行后不会再改写。36.进一步的，所述文件系统存储区为非易失性存储器，存储区域至少为2个以上，分别存储同一套星载业务文件的镜像；所述文件系统存储区中的文件在轨可进行更新升级。37.进一步的，所述非易失存储器使用场景为星载计算机中，可以是某一单一非易失存储器元件，也可以是由多个独立的非易失存储器组成的非易失存储器组；若为非易失存储器组，则每个非易失存储器与操作系统间应有独立的通信通道。38.优选的，所述非易失存储器数据对三个裸盘存储区和两个文件系统存储区进行交替间隔分布。39.进一步的，在所述非易失存储器组中，尽可能使得三个裸盘存储区和两个文件系统存储区间隔分布在独立的非易失存储器中。40.进一步的，所述星载业务文件包括卫星操作系统镜像文件、星载基础服务软件、底层库文件，也包括与卫星操作系统相关的代码片段。41.进一步的，所述星载业务文件按照文件大小、文件校验值以及文件内容进行存储。42.进一步的，所述裸盘存储区，在加载星载业务文件时：43.计算读取文件校验值并和文件头部存储的校验值比较，一致就直接加载第一个裸盘存储区的卫星操作系统镜像；44.若是第一个裸盘存储区中的星载业务文件校验值对比不通过，则读取第二个裸盘存储区中的星载业务文件并校验，校验正确则加载运行；45.若是第二个裸盘存储区中的星载业务文件校验值对比不通过，则读取第三个裸盘存储区中的星载业务文件并校验，校验正确则加载运行；46.若是三套星载业务文件校验都失败，则采用三取二的方式加载这个三个裸盘存储区中的星载业务文件。47.进一步的，所述文件系统存储区，在加载星载业务文件时：48.计算读取文件校验值并和文件头部存储的校验值值比较，若发现存在校验不通过的文件，通过地面指令，利用在轨编程功能，修复对应的文件。49.实施例150.请参考图1，本发明实施例提供了一种卫星操作系统文件多级可靠装置，可实现单一非易失存储器单元上文件布局装置。该装置包含三个裸盘存储区和两个文件系统存储区，其中：51.所述非易失存储器单元为一块norflash芯片，使用场景在星载计算机中；52.所述星载业务文件是基于卫星操作系统开发；在裸盘存储区中的为卫星操作系统镜像、管理基础服务软件、综合电子基础服务软件、姿控基础服务软件；在文件系统存储区的为卫星操作系统镜像文件、管理基础服务软件、综合电子基础服务软件、姿控基础服务软件、自主任务规划软件以及相关库文件；53.所述裸盘存储区部署在norflash中，为3块相同大小的存储区域；每个裸盘存储区独立存储一套星载业务文件；所述裸盘存储区中的数据设置写保护，原则上在轨运行后不会再改写；54.所述文件系统存储区部署在norflash中，为2块相同大小的存储区域；每个文件系统存储区独立存储一套星载业务文件；所述文件系统存储区中的文件在轨可进行更新升级；55.所述裸盘存储区1、2、3和文件系统存储区1、2在norflash中呈交替排列，顺序为裸盘存储区1、文件系统存储区1、裸盘存储区2、文件系统存储区2以及裸盘存储区3。56.所述裸盘存储区，在加载卫星操作系统镜像时：57.计算读取数据的crc值并和镜像头部存储的crc值比较，一致就直接加载第一个裸盘存储区的卫星操作系统镜像；若是第一个裸盘存储区中的卫星操作系统镜像crc校验不通过，则读取第二个裸盘存储区中的卫星操作系统镜像并校验，校验正确则加载运行；若是第二个裸盘存储区中的卫星操作系统镜像crc校验不通过，则读取第三个裸盘存储区中的卫星操作系统镜像并校验，校验正确则加载运行；若是三份卫星操作系统镜像校验都失败，则采用三取二的方式加载这个三个裸盘存储区中的卫星操作系统镜像。58.所述文件系统存储区，在加载星载业务文件时：59.计算文件系统存储区中的软件和库文件的md5值，并和对应的md5文件比对。若发现存在md5校验不通过的文件，通过地面指令，利用在轨编程功能，修复对应的文件。60.实施例261.请参考图2，本发明实施例提供了一种卫星操作系统文件多级可靠装置，提供了非易失存储器组上文件布局方法。该装置包含三个裸盘存储器和两个文件系统存储器，其中：62.所述非易失存储组为5块norflsh存储器；norflsh存储器1、3、5大小规格保持一直，norflsh存储器2、4大小规格保持一直；每个norflsh存储器与操作系统间均有rs422信道通信；63.所述星载业务文件是基于卫星操作系统开发，包括卫星操作系统镜像文件、星载基础服务软件、底层库文件，也包括与卫星操作系统相关的代码片段；所述星载业务文件按照文件大小、文件校验值以及文件内容存储；64.所述裸盘存储区部署在norflsh存储器1、3、5中，为3块相同大小的存储区域；每个裸盘存储区独立存储一套星载业务文件；所述裸盘存储区中的数据设置写保护，原则上在轨运行后不会再改写；65.所述文件系统存储区部署在norflsh存储器2、4中，为2块相同大小的存储区域；每个文件系统存储区独立存储一套星载业务文件；所述文件系统存储区中的文件在轨可进行更新升级；66.所述norflsh存储器组对三个裸盘存储区和两个文件系统存储区进行交替间隔分布，顺序为裸盘存储区1、文件系统存储区1、裸盘存储区2、文件系统存储区2以及裸盘存储区3。67.所述裸盘存储区，在加载卫星操作系统镜像时：68.计算读取数据的crc值并和镜像头部存储的crc值比较，一致就直接加载第一个裸盘存储区的卫星操作系统镜像；若是第一个裸盘存储区中的卫星操作系统镜像crc校验不通过，则读取第二个裸盘存储区中的卫星操作系统镜像并校验，校验正确则加载运行；若是第二个裸盘存储区中的卫星操作系统镜像crc校验不通过，则读取第三个裸盘存储区中的卫星操作系统镜像并校验，校验正确则加载运行；若是三份卫星操作系统镜像校验都失败，则采用三取二的方式加载这个三个裸盘存储区中的卫星操作系统镜像。69.所述文件系统存储区，在加载星载业务文件时：70.计算文件系统存储区中的软件和库文件的md5值，并和对应的md5文件比对。若发现存在md5校验不通过的文件，通过地面指令，利用在轨编程功能，修复对应的文件。71.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。









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