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随着激光技术迅猛发展,激光武器在现代军事战争领域得到广泛应用。特别是反卫星激光武器的研制,对航天器和空间卫星的稳定运行构成了严重的威胁,因此各国都在积极从事空间激光告警技术的研究。如何防护单粒子效应对空间电子仪器的影响,是星载激光告警系统研究的关键任务。本文对空间电子仪器的单粒子效应故障及其加固设计方法进行了深入研究,并对基于单粒子事件的故障注入技术进行了研究。对于光栅衍射型激光告警系统,其核心处理平台采用高性能的FPGA和DSP器件。这类大规模集成电路在空间环境中极易受到高能辐射的影响,导致单粒子效应造成系统运行失效,主要表现为故障发生率升高、恢复时间较长。为了缓解系统由于单粒子效应发生的故障,本文从软硬件两个方面进行加固设计。软件程序设计方面,FPGA程序中的关键逻辑模块以及与DSP的通信模块采用三模冗余设计,并采用FPGA芯片内部自带的CRC循环冗余校验功能进行错误检测和校正;DSP数据处理程序中的关键变量采用三模冗余设计,并在引导程序中加入错误检测和校正方法。硬件电路设计方面,DSP的看门狗电路设计和器件电源监控电路设计相结合,实时检测和修复DSP的硬件电路异常,以及电源母线过流保护电路防护系统电源电路。根据单粒子效应特点,建立单粒子事件故障模型,采用基于软件的故障注入技术,设计了单粒子事件故障注入系统,实现了对激光告警系统容错性能的有效评估。对光栅衍射型激光告警系统实施故障注入实验,对系统加固设计方案的有效性作出评价。采用单粒子事件故障注入系统验证软件程序加固设计的可靠性,采用重离子辐照验证硬件电路加固设计的稳定性。实验结果表明,采用加固设计后的系统单粒子效应的故障发生率不足1.2%,系统运行失效后可以在1s的时间内恢复正常运行,有效降低了单粒子效应对星载光栅衍射型激光告警系统的影响。