[发明专利]一种星载时钟冗余系统及方法

摘要

本发明提供了一种星载时钟冗余系统及方法，用于为航天控制系统提供系统时钟。该系统和方法把非同源的外部高精度时钟和两个内部时钟分别作为主时钟、备份时钟和第三方时钟，只有当主备时钟不一致时才采用第三方时钟仲裁，能容忍时钟发生单余度故障，达到了“三冗余”的目的，实现简单且代价小。本发明利用惯性单元高精度时钟以及飞行控制计算机内配置的两个时钟，实现了控制系统的时钟冗余功能，即充分利用了惯性单元的高精度时钟，又避免了该时钟故障对控制系统运行的影响，有助于提高控制系统的可靠性和安全性，而且具有实现成本低、易于工程实现的特点。

主权项

1.一种星载时钟冗余系统，用于为航天控制系统提供系统时钟，所述航天控制系统包括惯性测量单元和飞行控制计算机，且所述飞行控制计算机的CPU自带有两个定时器，分别为第一定时器和第二定时器；其特征在于：所述星载时钟冗余系统包括主时钟单元、备用时钟单元、第三方时钟单元和时钟冗余控制单元，其中：主时钟单元利用惯性测量单元的惯导时钟为CPU提供外部定时中断；备用时钟单元采用第一定时器为CPU提供内部定时中断，且设置第一定时器的周期Tbackup＝T+ΔTth，T为惯导时钟周期，ΔTth为设定的时钟误差门限；第三方时钟单元利用第二定时器进行计时，且第二定时器的周期Tthird满足条件：Tthird>T+ΔTth；时钟冗余控制单元包括主时钟误触发检测模块、主时钟失效检测模块和时钟切换模块；在CPU产生外部定时中断时，启用主时钟误触发检测模块；所述主时钟误触发检测模块利用备用时钟单元和第三方时钟单元对外部定时中断发生时刻进行计时，并对外部定时中断发生次数进行计数，然后检测惯导时钟是否发生故障而误触发了外部定时中断，并将检测结果发送给时钟切换模块；时钟切换模块接收主时钟误触发检测模块发送的检测结果，并根据所述检测结果选择主时钟单元或备用时钟单元输出系统时钟；在CPU产生内部定时中断时，启用主时钟失效检测模块；所述主时钟失效检测模块利用第三方时钟单元对内部定时中断发生时刻进行计时，并获取外部定时中断发生次数，然后检测第二定时器是否发生故障而误触发了内部定时中断，并将检测结果发送给时钟切换模块；时钟切换模块接收主时钟失效检测模块发送的检测结果，并根据所述检测结果选择主时钟单元或备用时钟单元输出系统时钟。