航天軌道控制計算機（Space orbit control computer）是一種專用於航天軌道控制系統的計算機，是太空飛行器軌道控制系統的一部分，是航天計算機類型的一種。
基本介紹
- 中文名：航天軌道控制計算機
- 外文名：Space orbit control computer
- 作用：專用於太空飛行器軌道控制
- 屬於：太空飛行器軌道控制系統
- 一級學科：航天科技
- 二級學科：太空飛行器
簡介,計算機合格判據,吞吐率,存貯器,輸入/輸出能力,功耗要求,可靠性,器件的合格性、工藝性與可用性,輻射堅固性,
簡介
不少航空機構曾對航天內部事務管理用的計算機作過評述並彙編成一覽表。這些是以馮·諾爾曼結構為基礎的計算機。他們使用滋環線式半導體存貯器，並使用專用的抽入/輸出電路來連線計算機與星上的子系統。其中有些計算機已作為運載火箭的制導用。著名的有Univac1824，Delco 352(Magic)，Honeywell一Agena計算機，Litton 4516以及Teledyne Meca 43。
表1
表1表1按七種主要判據：吞吐率、存貯器、輸入/輸出、電源，可靠性、器件可用性與合格性以及抗輻射能力比較了空軍系統司令部航天分部確認合格的六種航天計算機，其中也包含了航天軌道控制計算。
航天計算機與地面計算機的差別主要是它在空間環境中工作，從地面進行遙控，以及研製時要特別考慮其功耗、重量與體積的減小。它還要能經得住火箭運載的嚴酷條件。
表1的數據構成計算機的總規範，提供快速識別哪些計算機最適應給定的要求。如要更細緻地進行評價時，還需提供更多的信息。
計算機合格判據
七項判據，每項都由多種因素形成。
吞吐率
第一項，吞吐率。它基本上是結構、字長及指令周期的函式。通常是按製造商確定的指令(混合比例)的執行時間來評價計算機的吞吐能力，它是以每秒多少千條指令或KIPS表示。然而，比較好的方法是，針對實際硬體開發基準程式，並在計算機上運行時進行實際測量。
存貯器
第二項是存貯器。衡量存貯性能的指標為最大定址範圍，訪問時間與周期，存貯器類型(例如，磁環線)以及EDAC—錯誤檢側及校正能力。EDAC增加了功耗和器件數量，並降低了吞吐率5~10%。航天中的套用要求存貯器設有備份及保護措施以提高可靠性。
輸入/輸出能力
I/O匯流排的寬度是一個字或一個位元組，用的是TTL邏輯。採用匯流排結構使多CPU及多存貯器的配置方式實現起來比較容易，這些配置方式都是冗餘技術中常用的方法。MIL-STD-1553B位申行匯流排通道是僅有的唯一標準。這種通道正在為某些新的航天套用進行開發。
功耗要求
第四項是航天管理計算機的功耗要求。在備用存貯模組不加電的情況下，典型值小於100瓦。電源及變換器通常裝在太空飛行器的電源管理子系統中。航天計算機的重量與體積一般小於100磅及1立方英尺。
可靠性
第五項，可靠性，也許是最重要的特徵。由於太空飛行器不易維修，因此要求它的成功機率在1、3、5年中分別為0.99、0.98、0.90。圖1為交叉絆合(cross-strapping)配，它用高度冗餘的辦法來克服單點故障。許多冗餘技術及備分組合技術均能滿足硬體系統可靠性指標。對航天分部大多數系統來講，只要有一次異常或錯誤就能促使遙側設備動作，檢查故障所在並將系統重新組合。然而也可能開發複雜的太空飛行器上自主方法來實現錯誤檢測與適當的切換。
圖1
圖1器件的合格性、工藝性與可用性
第六項是器件的合格性、工藝性與可用性。因為航天及軍事套用還不到美國電子工業銷售量的3%，所以工業部門寧願採用B級標準篩選的器件，而不用符合宇航要求的S級標準。
軍用空間電子設備需用的器件數量很少。而航天計算機的S級器件自生產後已用了10年以上，目前一些較老的S級器件—包括某些LSI—已非常少了。由於製造商不願生產新的S級器件，這對設計航天計算機專用晶片的開發者來說產生了特殊問題。如果需要的話，用戶必須花錢來維持S級生產線運轉，即使他需要的數量非常少。
為了避開這個問題，有些用戶採用B級篩選的元器件。例如，AMD公司的2901雙極位片器件得到大量套用。它的性能高，價格低。雙極位片器件對航天計算機CPU的設計提供了簡單的解決辦法。然而，雙極存貯器則由於功耗問題而不被採用。這方面多用MOS器件，MOS器件密度既高，功耗也低。
輻射堅固性
最後一項是輻射堅固性。宇航計算機受到的自然輻射量（總劑量拉德[Si]規範）取決於飛行軌道及長度。除了自然輻射總劑量外，還有核威懾的電磁脈衝(EMP)輻射規範。必須在模組及系統級對EMP進行抑制，而且對器件也必須加固，達到規定的中子劑量及燒毀級。
禁止是重要的輻射加固因子。它的效果與下列因素有關：計算機在太空飛行器中的位置，材料的禁止有效性等。有必要對實際部件模型進行輻射試驗以證實他們是否符合要求。
