一种卫星操作系统文件多级可靠装置的制作方法

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：

1、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。

2、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。

3、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。

技术实现思路

1、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。

2、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：

3、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：

4、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；

5、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。

6、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。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、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。

12、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。

13、进一步的，所述裸盘存储区，在加载星载业务文件时：

14、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；

15、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；

16、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；

17、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。

18、进一步的，所述文件系统存储区，在加载星载业务文件时：

19、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。

20、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：

21、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；

22、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；

23、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。

技术特征：

1.一种卫星操作系统文件多级可靠装置，其特征在于，包括裸盘存储区和文件系统存储区，其中：

2.根据权利要求1所述的一种卫星操作系统文件多级可靠装置，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述的一种卫星操作系统文件多级可靠装置，其特征在于，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。

4.根据权利要求2或3所述的一种卫星操作系统文件多级可靠装置，其特征在于，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。

5.根据权利要求4所述的一种卫星操作系统文件多级可靠装置，其特征在于，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。

6.根据权利要求4所述的一种卫星操作系统文件多级可靠装置，其特征在于，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。

7.根据权利要求1所述的一种卫星操作系统文件多级可靠装置，其特征在于，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。

8.根据权利要求1所述的一种卫星操作系统文件多级可靠装置，其特征在于，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。

9.根据权利要求1所述的一种卫星操作系统文件多级可靠装置，其特征在于，所述裸盘存储区，在加载星载业务文件时：

10.根据权利要求1所述的一种卫星操作系统文件多级可靠装置，其特征在于，所述文件系统存储区，在加载星载业务文件时：

技术总结
本发明公开了一种卫星操作系统文件多级可靠装置，该装置将非易失存储器划分为三个裸盘存储区和两个文件系统存储区，且在各裸盘存储区和文件系统存储区独立存储一套星载业务文件。同时，三个裸盘存储区和两个文件系统存储区交替间隔分布在非易失存储器中。本发明在不影响有权星载计算机正常业务流程情况下，合理布局裸盘存储区和文件系统存储区位置，灵活实现三模冗余和备份冗余优势，提高了星载计算机系统的可靠性，保证了卫星操作系统的文件存储安全。

技术研发人员：田文波,白亮,徐国庆,王盛,张开创
受保护的技术使用者：上海航天计算机技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13