[发明专利]一种卫星星载软件的启动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星星载软件的启动方法。

背景技术

空间飞行器中电子器件常受单粒子效应的影响，造成性能退化甚至失效。单粒子翻转(Single Event Upset，SEU)主要发生在两极和南大西洋异常区，严重影响航天器的安全，是造成卫星单机失效的一个主要原因。

星载计算机是卫星上核心的电子设备，目前考虑到调试及固化程序的影响，通用的做法是选用EEPROM(电可擦除只读存储器)作为程序存储器固化正常飞行程序，而PROM(可编程只读存储器)只固化引导程序和应急程序。星载软件目标码存放至EEPROM，星载计算机上电或复位后，星载软件的启动程序(bootloader)从EEPROM中取代码进行三取二诊断后，将EEPROM区的目标码拷贝至SRAM(静态随机存储器)运行。

由于空间环境影响，星载计算机EEPROM极易发生单粒子翻转，有可能导致软件启动加载失败，对卫星的整星安全造成危害，而且目前星载软件在星载计算机EEPROM中采用三份冗余备份方式，增加了EEPROM储存空间成本以及冗余诊断维护成本。

发明内容

本发明提供一种卫星星载软件的启动方法，有效提高了PROM的存储效率，实现了在PROM中固化正常的飞行程序和启动程序，节省了冗余备份带来的空间成本和维护成本，极大提高了卫星的安全性，PROM不会被单粒子打翻，无需依赖EEPROM，大大减少了后期在轨维护，增强了卫星星载计算机运行的容错能力。

为了达到上述目的，本发明提供一种卫星星载软件的启动方法，地面压缩软件对星载软件的目标码进行多重无损压缩后存储在可编程只读存储器中，星载计算机上电或复位后，启动程序将可编程只读存储器中存储的星载软件压缩数据解压还原至静态随机存储器并运行。

所述的对星载软件的目标码进行多重无损压缩的方法包含以下步骤：

步骤S1、一级压缩：地面压缩软件将星载软件目标码文件分段压缩生成txt文本文件；

步骤S2、二级压缩：地面压缩软件将txt文本文件进行格式转换压缩生成二进制数据文件；

步骤S3、三级压缩：地面压缩软件采用LZW压缩算法对二进制数据文件进行压缩；

步骤S4、烧写器将最终获得的星载软件压缩数据烧写至可编程只读存储器的多重压缩区。

所述的将星载软件压缩数据解压还原并运行的方法包含以下步骤：

步骤S1、解压还原：启动程序读取可编程只读存储器中的星载软件压缩数据，采用LZW解压算法对星载软件压缩数据中的三级压缩文件进行解压还原，将还原后的数据拷贝至对应的静态随机存储器地址；

步骤S2、运行程序：启动程序跳转至星载软件的首地址运行软件；

步骤S3、状态监测：采用数据采集及遥测终端软件对星上软件运行状态进行数据采集与显示，对运行状态是否正确进行判断。

本发明的优点和有益效果是：

1、安全性高：PROM只需存储一份经过多重压缩后的目标码，实现了在PROM中固化正常的飞行程序和引导程序，极大提高了卫星的安全性。

2、节省成本：PROM价格昂贵，在不增加硬件成本的基础上，对代码进行多重压缩后，大大减少了存储空间，有效提高了存储效率，同时减少了EEPROM储存空间成本，节省了冗余备份带来的空间成本和维护成本，提高了经济效益。

3、功能优化：星载软件仅需要正常的飞行程序和启动程序，无需应急程序，大大减少了软件的工作量。

4、可靠性高：无需依赖EEPROM，PROM不会被单粒子打翻，大大减少了后期在轨维护，增强了卫星星载计算机运行的容错能力，具有较高的可靠性。

附图说明

图1是本发明的功能原理框图。

图2是本发明的流程图。

图3是多重无损压缩方法的流程图。

图4是将压缩后的星载软件目标码解压还原并运行的方法流程图。

图5是本发明的一级压缩中索引区和数据区格式说明；

图6是本发明的二级压缩流程图；

图7是本发明的三级压缩中LZW算法流程图。

具体实施方式

以下根据图1～图7，具体说明本发明的较佳实施例。