基于微内核架构的嵌入式分区操作系统及其设计方法

    公开(公告)号:CN110471647B

    公开(公告)日:2023-10-03

    申请号:CN201910743938.5

    申请日:2019-08-13

    IPC分类号: G06F8/20 G06F9/4401

    摘要: 本发明公开了基于微内核架构的嵌入式分区操作系统及其设计方法,该设计方法包括:第一步骤:系统整体设计,规划整个操作系统的架构,对微内核应具备的功能提出要求,对微内核与分区之间的应用程序接口做出规定,明确分区所承担的功能;第二步骤:微内核架构设计,对微内核的结构做出详细说明,细分出各个模块并标定功能;第三步骤:分区设计,设定分区的详细结构。本发明利用微内核提升嵌入式分区操作系统的实时性,通过最简化内核功能,保留基本资源,以最低的开销,保证实时调度策略和系统调用的确定性,从而实现分区间的高效通信和快速上下文切换。

    一种加速多路星上载荷文件存储的方法

    公开(公告)号:CN111209228B

    公开(公告)日:2023-05-26

    申请号:CN202010008656.3

    申请日:2020-01-02

    IPC分类号: G06F12/0853 G06F12/0895

    摘要: 本发明提供了一种加速多路星上载荷文件存储的方法,通过采用两级缓存和多线程流水作业的处理方法加速多路星上载荷文件的存储。在载荷数据接收线程中,第一级缓存利用循环队列和计数信号量相互配合,通过读写指针控制,不做区分的从外部接口接收各路载荷数据包。在载荷数据处理线程中,第二级缓存针对每一路载荷数据采用双缓存交替读写,同时配合状态机控制每个缓存的空、接收和存储状态。在载荷数据存储线程中,将状态为存储的缓存中的载荷数据按存储器页大小写入文件中存储。第一级缓存快速地接收下外部的多路载荷数据,第二级的双缓存乒乓操作,加速每路载荷文件数据的快速存储,充分利用处理器资源,达到加速多路星上载荷文件存储的效果。

    一种基于星载操作系统的软硬件协同防护单粒子设计方法

    公开(公告)号:CN111506451B

    公开(公告)日:2023-01-20

    申请号:CN202010314754.X

    申请日:2020-04-20

    IPC分类号: G06F11/10

    摘要: 本发明公开了一种基于星载操作系统的软硬件协同防护单粒子设计方法。在运行于虚拟地址空间中的星载操作系统中,该方法的使用能够及时知晓内存发生单粒子翻转,并能够采取必要的措施进行纠错。同时,该方法能够采取软件方式对较脆弱的Cache进行周期性刷新,保证Cache中的数据不会“脏”;或者“脏”时,能够通过无效数据Cache中的数据,达到对单粒子的防护,极大提高星载系统的可靠性和安全性。相比于单依靠软件,或者单依靠硬件实现单粒子防护,具有易实现、可靠且灵活度更特点,且具有较强的工程实践价值。且本发明将EDAC当作设备进行抽象,增强系统模块集成能力和设备统一规范化,提高了软件的可靠性和可维护性。

    一种基于实时操作系统的星载驱动框架设计方法

    公开(公告)号:CN111651144B

    公开(公告)日:2022-07-01

    申请号:CN202010509753.0

    申请日:2020-06-05

    IPC分类号: G06F8/20

    摘要: 本发明公开了一种基于实时操作系统的星载驱动框架设计方法,其包括以下步骤:步骤一,针对星载外部设备进行分类;步骤二,针对每种设备的驱动定义用户级的设备结构体;步骤三,定义星载外部设备的操作接口;步骤四,将用户定义的接口与操作系统定义的结构体指针相关联;步骤五,将驱动编写编译成单独的模块,以.ko结尾,与内核实现分离;步骤六,嵌入式操作系统启动注册设备驱动,应用程序启动注册具体设备;步骤七,在操作系统之上,增加一层中间件层,统一管理设备,对外提供统一的硬件调用接口;步骤八,周期性监控每种外部设备。本发明能够将外部设备驱动模块与内核分离出来,实现解耦合,具有极大的可扩展性和便捷性。

    一种基于操作系统的高可靠星载软件架构设计方法

    公开(公告)号:CN111580792B

    公开(公告)日:2022-07-01

    申请号:CN202010359687.3

    申请日:2020-04-29

    IPC分类号: G06F8/20

    摘要: 本发明公开了一种基于操作系统的高可靠星载软件架构设计方法,采取多进程+多线程开发模式进行综合电子系统软件开发过程,能够保证无人值守、且运行于复杂电磁环境中的卫星,长期在轨运行稳定。即使出现故障时,也能够通过该方法中的相应措施能够恢复正常运行。其目的在于使得星载综合电子计算机使用嵌入式操作系统后,既能发挥星载嵌入式操作系统的优势,又能秉持传统星载综合电子系统的可靠性。本发明针对基于嵌入式操作系统的综合电子系统软件,在秉持传统星载软件成熟的可靠性措施的同时,还能够利用操作系统提供的优势和便捷,进一步增强星载综合电子系统的可扩展性和可靠性、进而提高了整星的可靠性和可维护性。

    一种基于实时操作系统的星载驱动框架设计方法

    公开(公告)号:CN111651144A

    公开(公告)日:2020-09-11

    申请号:CN202010509753.0

    申请日:2020-06-05

    IPC分类号: G06F8/20

    摘要: 本发明公开了一种基于实时操作系统的星载驱动框架设计方法,其包括以下步骤:步骤一,针对星载外部设备进行分类;步骤二,针对每种设备的驱动定义用户级的设备结构体;步骤三,定义星载外部设备的操作接口;步骤四,将用户定义的接口与操作系统定义的结构体指针相关联;步骤五,将驱动编写编译成单独的模块,以.ko结尾,与内核实现分离;步骤六,嵌入式操作系统启动注册设备驱动,应用程序启动注册具体设备;步骤七,在操作系统之上,增加一层中间件层,统一管理设备,对外提供统一的硬件调用接口;步骤八,周期性监控每种外部设备。本发明能够将外部设备驱动模块与内核分离出来,实现解耦合,具有极大的可扩展性和便捷性。

    流量控制数据下传的星载软件设置方法

    公开(公告)号:CN111427616A

    公开(公告)日:2020-07-17

    申请号:CN202010302533.0

    申请日:2020-04-16

    IPC分类号: G06F8/71 G06F9/48

    摘要: 本发明提供了一种流量控制数据下传的星载软件设置方法,包括以下步骤:S1:设置读取数据线程的程序,按块大小读取需要下传的载荷数据,通过信号量与下传数据线程通信;S2:设置下传数据线程的程序,通过信号量与读取数据线程通信,在下传信号量后,启动下传流程;S3:设置高精度定时器,定时精度设为微秒,并设置下传控制周期为T微秒,T>1,利用定时器时间进行一个周期内的数据流量控制;S4:将下传数据线程与一个处理器核绑定,将其他线程与另一个处理器核绑定;S5,设置反馈机制,下传数据线程的程序在接收到数据下传的流量控制信号后,根据指令进行动态提升或降低下传速率。该方法针对星载嵌入式系统,能够提高数据下传的精度,对实现载荷数据精确下传提供技术途径。

    安全关键和时间关键的资源调度方法及设备

    公开(公告)号:CN110489230A

    公开(公告)日:2019-11-22

    申请号:CN201910728686.9

    申请日:2019-08-05

    IPC分类号: G06F9/50

    摘要: 本发明提供了一种安全关键和时间关键的资源调度方法及设备,将系统分关键分区和非关键分区,通过资源划分保证安全关键任务的执行。具体的方法主要分为:1)在系统层隔离部分CPU资源用于关键分区的调度;2)给出根据分区利用率确定最小CPU资源上限,在保证关键任务调度可靠性的同时最大化系统的资源利用率;3)在分区层设计基于动态优先级的实时调度算法,最终提升系统的容错能力和任务调度可靠性。

    一种支持断点续传的动态在轨热更新方法

    公开(公告)号:CN110474673A

    公开(公告)日:2019-11-19

    申请号:CN201910778871.9

    申请日:2019-08-22

    IPC分类号: H04B7/185 G06F8/65 H04L9/32

    摘要: 本发明公开了一种支持断点续传的动态在轨热更新方法,其包括以下基本步骤:第一步骤:遥控上行注入补丁数据包;第二步骤:校验上注补丁包数据完整性和有效性;第三步骤:生成新校验文件;第四步骤:生成在轨热更新补丁包数据文件对应的MD5校验值文件;第五步骤:修改新生成的在轨热更新补丁包数据文件及MD5校验值文件名称;第六步骤:通知相应进程完成重启或重映射本热更新补丁包内函数信息。本发明针对基于操作系统、且运行于虚拟地址空间的星载软件系统,能够对星载软件模块功能,或者单个函数进行动态热更新,具有极大可扩展性和便捷性。

    一种多层总线网络的扩展控制方法

    公开(公告)号:CN109327370A

    公开(公告)日:2019-02-12

    申请号:CN201811392241.X

    申请日:2018-11-21

    IPC分类号: H04L12/40 H04B7/185

    摘要: 本发明公开了一种多层总线网络的扩展控制方法,用于多颗卫星在轨组合,包括以下步骤:A1:中心控制卫星的中心服务器接收一颗或者多颗客户端卫星的设备识别码;A2:中心控制卫星根据设备识别码,向客户端卫星的分服务器分配网络通信识别码,网络通信识别码用于中心控制卫星与客户端卫星之间的通信;A3:中心服务器接收客户端卫星的设备配置数据,并根据设备配置数据,配置客户端卫星在中心服务器中的配置信息,用于完成中心控制卫星对客户端卫星的控制。本发明具有通信响应速度快、节省资源、通用性强、易维护、扩展精确稳定的技术特点。