降级系统性能评价方法

本文对目前评价降级系统性能的三个方面进行了分析和综合,比较了它们的优缺点,并在此基础上,提出了一种评价不可修降级系统性能的方法,此方法简单,实用。     

空间控制技术发展与展望

控制是航天器在空间环境下自主完成复杂任务的关键技术.首先梳理了中国空间控制技术过去50多年来的发展成果,总结划分为航天器姿态控制、姿态轨道控制、“感知-决策-执行”(Perception-decision-action, PDA)自主控制三个方面,并在综述了各方面主要进展的基础上,围绕超大结构航天器姿态轨道控制、轨道空间博弈控制、网络化航天器集群控制、地外探测智能无人系统控制、跨域航天器自主控制、在轨建造与维护(On-orbit servicing, assembly, and manufacturing, OSAM)控制6个技术方向,提出面临的挑战和需要重点关注的基础性问题,为空间控制技术未来的发展提供借鉴和参考.     

基于周期虚拟缩减的实时任务调度和分析方法

针对航天器等安全关键系统中实时任务调度和可调度性分析的实际问题, 提出基于任务周期虚拟缩减的可调度性判定方法, 构建SHT (strong-hard task)任务模型对强硬实时任务进行精确描述, 并根据任务时间特性分配优先级. 虚拟化所有强实时任务为一个硬实时任务, 对此硬实时任务周期虚拟缩减并计算出其最差虚拟执行时间, 然后按RMS可调度性判定公式判定. 给出了判定方法的严格证明, 可对包含n个SHT任务的任务集进行快速可调度性判定, 此算法时间复杂度仅为O(n²). 在我国空间站计算机进行了对比验证, 实验表明判定效率优于现有可调度性判定方法, 平均运行时间开销降低了41.8%, 可调度率提高了5.7%.     

系统级诊断的新方法

本文提出了一种用于系统级诊断的算法,在PMC模型下,首先讨论了简单的单环系统,给出这种系统诊断的算法,并在此基础上,给出包含单环系统的一类系统的诊断算法,该算法曾用于实验型系统上。     

一种面向多核的可重构容错方法

随着二代导航、载人航天、深空探测等空间应用对星载电子产品的低功耗和抗辐射容错能力提出更高的需求,传统多机冗余设计星载计算机面临着亟需进行设计升级换代。将可重构技术应用到多核片上系统的设计中,提出了一种基于动态可重构的容错体系结构,在硬件层提高系统的容错能力和扩展性对未来空间工程应用具有重要意义。首先介绍了多核片上系统和可重构技术的基本概念,简要分析了国际宇航可重构系统的研究案例。随后提出了一种基于动态可重构的容错体系结构,即通过基于系统降级的重构策略来实现系统级容错。在方案验证环节,采用LEON3作为处理单元,对容错模块功能进行了仿真验证。仿真结果表明,容错控制满足预期的设计需求。最后对后续工作做了简要规划,并对可重构容错方法设计进行了总结。     

基于变量访问序模式的中断数据竞争检测方法

在航天嵌入式软件等中断驱动型软件中,中断数据竞争问题十分突出.然而中断在并发语义、同步机制、调度机制等方面与线程（任务）有诸多不同,具有Ad-hoc特征,难以统一刻画,因此主流的数据竞争检测方法并不适用.以航天嵌入式软件数据竞争案例库为基础进行了系统分析,提出刻画有害中断数据竞争的7种缺陷模式.针对其中最常见且最难解决的单变量访问序模式,基于抽象解释提出一种支持过程间分析、中断并发分析的高效检测方法.设计并实现了相应的检测工具SpaceDRC.实验表明,SpaceDRC能够在145毫秒内检测出约21400行程序中的真实数据竞争.SpaceDRC已经在多个航天重点型号中进行了应用,使得中断数据竞争专项分析的效率提高了至少5倍,并且降低了问题遗漏率.     

80系列容错存储器设计的一种方法及其可靠性分析

本文提出一种针对80系列的新的存储器容错设计方式,分析了它的可实现性,文中最后得出结论:这种结构不但是可行的,而且在同样的备份下,它的可靠性高于采用备份容错结构的存储器系统。     

面向安全关键内存管理系统分层验证方法

安全关键系统的失败会造成很严重的后果,确保其正确性非常重要.空间嵌入式操作系统是一个典型的安全关键系统,在其内存管理的设计上,必须保障其高效的分配与回收,同时对系统资源的占用降到最低.在传统的软件开发过程中,通常是在整个软件开发结束后再进行集中测试及验证,这样势必会造成开发进展的不确定性.因此,将形式化验证方法和软件工程领域内的“需求-设计-实现”的3层开发框架相结合,通过性质分层传递验证的方法,保证了各个层次间的一致性.首先,从需求层面的需求分析开始,引入形式化证明的思路,证明对需求层逻辑的正确性,从而可以更好地指导程序的设计.其次,在设计层面的验证可以极大地减少开发代码的错误率,证明设计算法和需要实现的函数之间调用逻辑的正确性.最后,在实现层,证明所实现代码与函数设计的一致性,并且证明代码实现的正确性.使用交互式定理证明辅助工具Coq,以某一国产空间嵌入式操作系统的内存管理模块为例,证明了其内存管理算法的正确性以及需求、设计、实现的一致性.     

应用于实时系统中存储器故障测试的一种新方法

本文针对实时存储器系统的常见故障类型给出了一种新的存储器测试方法，该方法的最大特点是不用缓冲区，从而节省了资源，增加了测试覆盖率。