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商用现货(Commercial-off-the-shelf,COTS)器件因其低成本、高性能以及不受国外进口限制等特点,与微小卫星研发的发展趋势相契合,被广泛应用在微小卫星星载计算机的设计中。但COTS器件与宇航级器件相比,其抗辐射能力较差,可靠性难以得到保证。COTS器件构建的星载计算机需要在地面试验阶段通过故障注入方法获取在故障状态下的运行数据,而现有的研究成果对星载计算机系统级、通用化的故障注入系统研究较少。针对此问题,本文设计一套通用的星载计算机的故障注入平台,模拟并向星载计算机系统注入可能发生的故障,从而为星载计算机的可靠性分析和故障诊断研究提供数据支撑。首先,本文在充分调研和分析国内外空间电子系统的故障模式和故障注入方法发展和研究现状的基础上,对星载计算机必要组成部分的故障模式以及故障注入平台的需求进行分析,并提出星载计算机模拟故障注入平台的总体设计方案。总体设计方案主要包括星载计算机供电、通信和存储单元的故障注入设计,以及故障注入控制计算机的人机操控系统设计。其次,基于设计方案,针对故障注入平台可注入系统级故障的需求,设计了以Zynq-7020为主控芯片的故障注入板卡,故障注入板卡包括主控模块、电源纹波叠加电路、电源故障切换电路、电源状态监测电路以及串行通信故障注入通道。各模块通过主控模块的控制可对多型号的星载计算机供电模块和通信模块物理层的注入故障,同时可对星载计算机的工作电压、电流进行监测。再次,基于设计的硬件系统,在Zynq-7020 So C主控芯片上进行了用于接收指令和控制故障模拟注入的片上系统设计。在处理系统(Processing System,PS)端通过串口中断的形式接收来自故障控制计算机的指令并完成指令解析;在可编程逻辑(Programable Logic,PL)端设计了电源故障注入模块和通信故障注入模块实现对星载计算机供电和通信的故障模拟和注入。另外,本文设计了一种多位翻转模型和单粒子翻转率可设的单粒子翻转故障生成算法,并以Zynq-7020 So C芯片PL端的BRAM为设计对象进行了实现和验证。最后,以PC机为故障注入控制计算机,设计了人机交互软件,实现对注入故障的精确控制,并可对部分故障注入的结果进行显示。基于所设计的故障注入平台,对平台各模块的故障注入效果进行测试,实验结果表明,课题研制的星载计算机模拟故障注入平台可完成对星载计算机注入供电、通信以及存储器故障,故障类型、故障时间等参数可根据需求设置,满足技术指标,可用于对星载计算机进行故障注入以获取星载计算机故障状态下的运行数据。