郑欢欢，戴 航，张慧翔

(西北工业大学自动化学院，西安710072)

1 引言

随着对空间技术研究、开发和应用水平的不断提升，各国相继研制并发射了大量面向各种任务的航天器。由于空间环境恶劣，部分航天器在未完成任务时，发生部分功能故障，导致了整个任务失败，因此，可更换模块化设计就应运而生［1］。可更换模块化设计把模块的内部组件集成分装，通过标准总线接口连接。系统功能分散到一系列独立的单元功能模块中，当遇到模块故障，立即进行模块更换。通过设计可更换模块单元，可有效提高系统的可靠性和可用性［2］。

CAN总线［3］具有可靠性高、实时性好、灵活性强的突出特点，已经越来越多的应用于航空领域［4］。针对航空领域的CAN总线应用需求，德国Stock航空系统公司还专门在CAN总线基本规范的基础上设计了一种 CANaerospace［5-6］高层应用协议。因此，应用CAN总线作为高可用数据通信的标准接口具有可行性。

航天器系统中包含有大量的计算机模块，用于完成各种计算和检测任务。为保证系统可持续运行，本文设计了一种基于冗余CAN总线、支持可更换操作的高可用计算机系统。该系统设计包括计算机系统组成和更换模式，以及通信系统设计，最后通过实验进行该系统的功能验证。

2 高可用计算机系统的组成和更换模式

高可用计算机系统包含计算机工作模块、计算机温备模块、计算机冷备模块和计算机外部存储模块，各个模块构成一种分布式的计算平台，如图1所示。……