随着太空任务的日趋于多样化,具备成本低、集成度高、研制周期短等特点的立方体纳卫星逐渐成为航天领域研究发展的新热点,并被广泛地应用于技术验证、对地观测、通讯中继等项目之中。作为立方星的管控中心,星载计算机的设计不仅要符合立方星低成本、易扩展等特点,而且还要满足航天器最基本的可靠性要求。本文从立方星自身特点出发,分析了其电子系统的设计特点。列举了传统卫星系统中的软硬件容错技术,并结合国内外在轨立方星的星载计算机设计案例,提出了一种适用于立方星的高可靠计算机系统设计方案。该方法以传统双模冗余为基础,对计算机CPU采取了冷备份机制。通过在FPGA中设计仲裁切换模块和EDAC校验模块,来防止单粒子效应影响卫星正常运行,从而实现CPU检测切换以及内存校验纠错的功能。另外考虑到单粒子的积累效应,本文在校验纠错的基础上添加了内存刷新机制,提高了星载计算机的抗单粒子能力。在软件容错设计方面,本文首先针对关键数据、程序流程、函数栈的保护方面提出了相应保护措施。针对运行过程中的运算错误采用了N版本容错系统,并在原有系统的基础上设计了任务级同步机制和专家表决系统,解决了实时性以及策略单一性的问题。另外,本文针对星上总线进行了容错设计,设计了双模备份总线,并通过建立节点监视机制,实现了总线故障节点定位与切换。为解决数据传输在节点切换时的连续性问题,本文设计了面向链接的传输层协议来确保数据传输的可靠性。最后本文通过故障注入测试,对该系统抗单粒子翻转的性能进行了评估。结果表明该系统对于单粒子翻转具有一定容错能力。