CN113783561B - 一种星载设备中使用的切换电路及切换方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种星载设备中使用的切换电路及切换方法，其中，星载设备中包含有切换电路、主设备和该主设备的备用设备，该切换电路包括：场效应管开关器件、信号取反电路和接地电路；场效应管开关器件分别连接主设备、备用设备、信号取反电路和接地电路；接地电路分别连接主设备、备用设备和场效应管开关器件；主设备连接信号取反电路。本申请中通过信号取反电路和场效应管开关器件组成的简单切换电路不存在锁存状态的情况，降低了太空辐射对该切换电路的影响，从而可以提高对星载设备中的主设备和备用设备切换的稳定性。

Description

一种星载设备中使用的切换电路及切换方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其是涉及一种星载设备中使用的切换电路及切换方法。

背景技术

星载设备指的是卫星上的设备，卫星中通常包括多个星载设备，例如卫星的星载设备包括星载GNSS(全球导航卫星系统)接收设备和星载X波段通信设备等。星载设备在太空环境中经常受到太空辐射的影响，因此为了保障星载设备的正常工作，提高星载设备的可靠性，许多星载设备中通常会设计两个设备同时执行同一任务，其中一个为主设备，另一个为备用设备，当主设备出现故障时，备用设备顶替主设备进行工作，继续完成任务，即俗称热备机。

现有技术中，对星载设备中的主设备和备用设备进行切换时，通常由逻辑门阵列器件进行控制，其中逻辑门阵列器件通常为FPGA(现场可编程逻辑门阵列)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)或其它门阵列电路。逻辑门阵列器件通常为超大规模集成电路，容易受到太空辐射(例如粒子射线)的影响而失效，例如逻辑门阵列器件中通常使用组合逻辑和时序逻辑，内部都是逻辑单元按照程序锁存某种状态“0”或“1”，这种锁存容易受到太空辐射而产生翻转，与预期设计相背。因此现有技术中使用逻辑门阵列器件对星载设备中的主设备和备用设备进行切换时，容易受到太空辐射的影响，从而影响对星载设备中的主设备和备用设备切换的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种星载设备中使用的切换电路及切换方法，有利于降低太空辐射对该切换电路的影响，有利于提高对星载设备中的主设备和备用设备切换的稳定性。

第一方面，本申请实施例提供了一种星载设备中使用的切换电路，所述星载设备中包含有所述切换电路、主设备和该主设备的备用设备；所述切换电路包括：场效应管开关器件、信号取反电路和接地电路；所述场效应管开关器件分别连接所述主设备、所述备用设备、所述信号取反电路和所述接地电路；所述接地电路分别连接所述主设备、所述备用设备和所述场效应管开关器件；所述主设备连接所述信号取反电路；

所述主设备，用于在所述主设备处于正常工作的状态下，持续向所述信号取反电路发送第一高电平信号；以及在所述主设备处于异常工作的状态下，持续向所述信号取反电路发送第一低电平信号；以及在接收到所述场效应管开关器件发送的第四低电平信号时或检测到第五低电平信号时进行工作；其中当所述主设备接地时，所述主设备检测到所述第五低电平信号；

所述信号取反电路，用于在接收到所述第一高电平信号时，向所述场效应管开关器件发送第二低电平信号；以及在接收到所述第一低电平信号时，向所述场效应管开关器件发送第二高电平信号；

所述备用设备，用于在所述备用设备处于正常工作的状态下，持续向所述场效应管开关器件发送第三高电平信号；以及在所述备用设备处于异常工作的状态下，持续向所述场效应管开关器件发送第三低电平信号；以及在接收到所述场效应管开关器件发送的第四高电平信号时进行工作；

所述场效应管开关器件，用于在接收到所述第二低电平信号时，停止向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号；以及在接收到所述第二高电平信号的状态下，若接收到所述第三高电平信号，则开始向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号；以及在接收到所述第二高电平信号的状态下，若接收到所述第三低电平信号，则开始向所述主设备和所述备用设备发送所述第四低电平信号。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述场效应管开关器件包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述第一输入端连接所述信号取反电路，所述第二输入端连接所述备用设备，所述输出端分别连接所述主设备、所述备用设备以及所述接地电路；

所述场效应管开关器件，具体用于在所述第一输入端接收到所述第二低电平信号时，控制所述第二输入端与所述输出端之间的电路断开，以使所述场效应管开关器件停止向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号；以及在所述第一输入端接收到所述第二高电平信号时，控制所述第二输入端与所述输出端之间的电路导通；在所述第二输入端与所述输出端之间的电路导通的状态下，若所述第二输入端接收到所述第三高电平信号，则通过所述输出端向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号；在所述第二输入端与所述输出端之间的电路导通的状态下，若所述第二输入端接收到所述第三低电平信号，则通过所述输出端向所述主设备和所述备用设备发送所述第四低电平信号。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述主设备中包括主处理器和第一功能模块，所述备用设备中包括备用处理器和第二功能模块；其中所述主处理器和所述备用处理器为同一种类型的处理器，所述第一功能模块和所述第二功能模块相同；所述主处理器连接所述第一功能模块，所述备用处理器连接所述第二功能模块；所述切换电路包括：所述场效应管开关器件分别连接所述主处理器和所述备用处理器；所述接地电路分别连接所述主处理器和所述备用处理器；

所述第一功能模块，用于持续向所述主处理器发送第一工作状态指示数据；以及在接收到所述主处理器发送的第一切换指令时进行工作；

所述主处理器，用于根据接收到的所述第一工作状态指示数据，判断所述第一功能模块是否处于正常工作状态或异常工作状态；在所述第一功能模块处于正常工作状态下，持续向所述信号取反电路发送所述第一高电平信号；以及在所述第一功能模块处于异常工作状态下，持续向所述信号取反电路发送所述第一低电平信号；以及在接收到所述场效应管开关器件发送的第四低电平信号时或检测到所述第五低电平信号时，向所述第一功能模块发送所述第一切换指令；其中当所述主处理器接地时，所述主处理器检测到所述第五低电平信号；

所述第二功能模块，用于持续向所述备用处理器发送第二工作状态指示数据；以及在接收到所述备用处理器发送的第二切换指令时进行工作；

所述备用处理器，用于根据接收到的所述第二工作状态指示数据，判断所述第二功能模块是否处于正常工作状态或异常工作状态；在所述第二功能模块处于正常工作状态下，持续向所述场效应管开关器件发送所述第三高电平信号；以及在所述第二功能模块处于异常工作状态下，持续向所述场效应管开关器件发送所述第三低电平信号；以及在接收到所述场效应管开关器件发送的第四高电平信号时，向所述第二功能模块发送所述第二切换指令；

所述场效应管开关器件，具体用于在接收到所述第二低电平信号时，停止向所述主处理器和所述备用处理器发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号；以及在接收到所述第二高电平信号时的状态下，若接收到所述第三高电平信号，则开始向所述主处理器和所述备用处理器发送所述第四高电平信号；以及在接收到所述第二高电平信号的状态下时，若接收到所述第三低电平信号，则开始向所述主处理器和所述备用处理器发送所述第四低电平信号。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述接地电路包括电阻，其中，所述主设备的输入端与所述地之间连接有所述电阻；所述备用设备的输入端与所述地之间连接有所述电阻；所述场效应管开关器件与所述地之间连接有所述电阻。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述处理器的类型包括ARM处理器、中央处理器、单片机中的一种。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述场效应管开关器件为MOS管。

第二方面，本申请实施例还提供一种切换方法，所述切换方法用于切换星载设备中的主设备和该主设备的备用设备；所述切换方法包括：

在所述主设备处于正常工作的状态下，所述主设备持续向信号取反电路发送第一高电平信号；以及在所述主设备处于异常工作的状态下，所述主设备持续向所述信号取反电路发送第一低电平信号；

所述信号取反电路在接收到的所述第一高电平信号时，所述信号取反电路向场效应管开关器件发送第二低电平信号；以及所述信号取反电路在接收到的所述第一低电平信号时，所述信号取反电路向所述场效应管开关器件发送第二高电平信号；

在所述备用设备处于正常工作的状态下，所述备用设备持续向所述场效应管开关器件发送第三高电平信号；以及在所述备用设备处于异常工作的状态下，所述备用设备持续向所述场效应管开关器件发送第三低电平信号；

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三高电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主设备和所述备用设备发送第四高电平信号；

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三低电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主设备和所述备用设备发送第四低电平信号；

当所述场效应管开关器件接收到所述第二低电平信号时，所述场效应管开关器件停止向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号；

当所述主设备接收到所述第四低电平信号或检测到第五低电平信号时所述主设备进行工作；其中当所述主设备接地时，所述主设备检测到所述第五低电平信号；

当所述备用设备接收到所述第四高电平信号时所述备用设备进行工作。

结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述场效应管开关器件包括第一输入端、第二输入端和输出端；

所述当所述场效应管开关器件接收到所述第二低电平信号时，所述场效应管开关器件停止向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号，包括：

在所述第一输入端接收到所述第二低电平信号时，所述场效应管开关器件控制所述第二输入端与所述输出端之间的电路断开，以使所述场效应管开关器件停止向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号；

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三高电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号；所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三低电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主设备和所述备用设备发送所述第四低电平信号，包括：

在所述第一输入端接收到所述第二高电平信号时，所述场效应管开关器件控制所述第二输入端与所述输出端之间的电路导通；

在所述第二输入端与所述输出端之间的电路导通的状态下，若所述第二输入端接收到所述第三高电平信号，则所述场效应管开关器件通过所述输出端向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号；

在所述第二输入端与所述输出端之间的电路导通的状态下，若所述第二输入端接收到所述第三低电平信号，则所述场效应管开关器件通过所述输出端向所述主设备和所述备用设备发送所述第四低电平信号。

结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述主设备中包括主处理器和第一功能模块，所述备用设备中包括备用处理器和第二功能模块；其中所述主处理器和所述备用处理器为同一种类型的处理器，所述第一功能模块和所述第二功能模块相同；

所述在所述主设备处于正常工作的状态下，所述主设备持续向信号取反电路发送第一高电平信号；以及在所述主设备处于异常工作的状态下，所述主设备持续向所述信号取反电路发送第一低电平信号，包括：

所述第一功能模块持续向所述主处理器发送第一工作状态指示数据；

所述主处理器根据接收到的所述第一工作状态指示数据，判断所述第一功能模块处于正常工作状态或异常工作状态；

在所述第一功能模块处于正常工作状态下，所述主处理器持续向所述信号取反电路发送所述第一高电平信号；以及在所述第一功能模块处于异常工作状态下，所述主处理器持续向所述信号取反电路发送所述第一低电平信号；

所述在所述备用设备处于正常工作状态下，所述备用设备持续向所述场效应管开关器件发送第三高电平信号；以及在所述备用设备处于异常工作的状态下，所述备用设备持续向所述场效应管开关器件发送第三低电平信号，包括：

所述第二功能模块持续向所述备用处理器发送第二工作状态指示数据；

所述备用处理器根据接收到的所述第二工作状态指示数据，判断所述第二功能模块处于正常工作状态或异常工作状态；

在所述第二功能模块处于正常工作状态下，所述备用处理器持续向所述场效应管开关器件发送第三高电平信号；以及在所述第二功能模块处于异常工作的状态下，所述备用处理器持续向所述场效应管开关器件发送第三低电平信号；

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三高电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号，包括：

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三高电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主处理器和所述备用处理器发送所述第四高电平信号；

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三低电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主设备和所述备用设备发送所述第四低电平信号，包括：

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三低电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主处理器和所述备用处理器发送所述第四低电平信号；

所述当所述场效应管开关器件接收到所述第二低电平信号时，所述场效应管开关器件停止向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号，包括：

当所述场效应管开关器件接收到所述第二低电平信号时，所述场效应管开关器件停止向所述主处理器和所述备用处理器发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号；

所述当所述主设备接收到所述第四低电平信号或检测到第五低电平信号时所述主设备进行工作，包括：

当所述主处理器接收到所述第四低电平信号或检测到第五低电平信号时，所述主处理器向所述第一功能模块发送第一切换指令；

所述第一功能模块接收到所述第一切换指令时进行工作；

所述当所述备用设备接收到所述第四高电平信号时所述备用设备进行工作，包括：

当所述备用处理器接收到所述第四高电平信号时，向所述第二功能模块发送第二切换指令；

所述第二功能模块接收到所述第二切换指令时进行工作。

结合第二方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述处理器的类型包括ARM处理器、中央处理器、单片机中的一种。

结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述场效应管开关器件为MOS管。

在本申请中，不需要使用逻辑门阵列器件，仅仅通过分立器件组成的简单切换电路，即信号取反电路和场效应管开关器件，即可实现对星载设备中的主设备和备用设备的切换，相比于逻辑门阵列器件，本申请中通过分立器件(即信号取反电路和场效应管开关器件)组成的简单切换电路不存在锁存状态的情况，降低了太空辐射对该切换电路的影响，从而可以提高对星载设备中的主设备和备用设备切换的稳定性。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的一种星载设备中使用的切换电路的结构示意图；

图2示出了本申请实施例所提供的第二种星载设备中使用的切换电路的结构示意图；

图3示出了本申请实施例所提供的第三种星载设备中使用的切换电路的结构示意图；

图4示出了本申请实施例所提供的第四种星载设备中使用的切换电路的结构示意图；

图5示出了本申请实施例所提供的一种切换方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前，对星载设备中的主设备和备用设备进行切换时，通常由逻辑门阵列器件进行控制，其中逻辑门阵列器件通常为FPGA(现场可编程逻辑门阵列)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)或其它门阵列电路。逻辑门阵列器件通常为超大规模集成电路，容易受到太空辐射(例如粒子射线)的影响而失效，例如逻辑门阵列器件中通常使用组合逻辑和时序逻辑，内部都是逻辑单元按照程序锁存某种状态“0”或“1”，这种锁存容易受到太空辐射而产生翻转，与预期设计相背。因此使用逻辑门阵列器件对星载设备中的主设备和备用设备进行切换时，容易受到太空辐射的影响，从而影响对星载设备中的主设备和备用设备切换的稳定性。

进一步地，现有技术中为了解决逻辑门阵列器件容易受到太空辐射的影响的问题，通常选用等级比较高的如宇航等级的器件，或在对逻辑门阵列器件中的软件进行设计时，进行专门的软件健壮性设计，这无疑增加了硬件成本和软件配置项。

考虑到上述问题，基于此，本申请实施例提供了一种星载设备中使用的切换电路和切换方法，有利于降低太空辐射对该切换电路的影响，提高对星载设备中的主设备和备用设备切换的稳定性，并且不需要增加硬件成本也不需要增加额外的软件配置项，下面通过实施例进行描述。

实施例一：

为便于对本实施例进行理解，首先对本申请实施例一所公开的一种星载设备中使用的切换电路进行详细介绍。图1示出了本申请实施例所提供的一种星载设备中使用的切换电路的结构示意图，如图1所示，星载设备1中包含有切换电路、主设备2和该主设备2的备用设备3；切换电路包括：场效应管开关器件4、信号取反电路5和接地电路6；场效应管开关器件4分别连接主设备2、备用设备3、信号取反电路5和接地电路6；接地电路6分别连接主设备2、备用设备3和场效应管开关器件4；主设备2连接信号取反电路5；

主设备2，用于在主设备2处于正常工作的状态下，持续向信号取反电路5发送第一高电平信号；以及在主设备2处于异常工作的状态下，持续向信号取反电路5发送第一低电平信号；以及在接收到场效应管开关器件4发送的第四低电平信号时或检测到第五低电平信号时进行工作；其中当主设备2接地时，主设备2检测到第五低电平信号；

信号取反电路5，用于在接收到第一高电平信号时，向场效应管开关器件4发送第二低电平信号；以及在接收到第一低电平信号时，向场效应管开关器件4发送第二高电平信号；

备用设备3，用于在备用设备3处于正常工作的状态下，持续向场效应管开关器件4发送第三高电平信号；以及在备用设备3处于异常工作的状态下，持续向场效应管开关器件4发送第三低电平信号；以及在接收到场效应管开关器件4发送的第四高电平信号时进行工作；

场效应管开关器件4，用于在接收到第二低电平信号时，停止向主设备2和备用设备3发送第四高电平信号或第四低电平信号；以及在接收到第二高电平信号的状态下，若接收到第三高电平信号，则开始向主设备2和备用设备3发送第四高电平信号；以及在接收到第二高电平信号的状态下，若接收到第三低电平信号，则开始向主设备2和备用设备3发送第四低电平信号。

在本申请的实施例中，星载设备1指的是卫星上的设备，卫星中通常包括多个星载设备1，例如卫星上的星载设备1可以为星载GNSS(全球导航卫星系统)接收设备、星载GPS(全球定位系统)接收设备、星载测控设备和星载X波段通信设备等。为了提高星载设备1的可靠性，星载设备1中通常会设计两个设备同时执行同一任务，其中一个为主设备2，另一个为备用设备3。其中主设备2与备用设备3的功能相同、执行的任务相同、结构相同且与星载设备1中其他子设备的连接方式相同。

通过本申请中的切换电路，实现了当主设备2工作正常时，此时无论备用设备3是否工作正常，均切换到主设备2进行工作，此时备用设备3停止工作；当主设备2工作异常且备用设备3工作正常时，切换到备用设备3进行工作，此时主设备2停止工作；当主设备2和备用设备3均为工作异常时，使用主设备2进行工作，此时备用设备3停止工作。

在本申请的实施例中，在主设备2正常工作的状态下，场效应管开关器件4接收到第二低电平信号时，场效应管开关器件4停止向所述主设备2和所述备用设备3发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号，此时的主设备2和备用设备3均由接地电路6确定为低电平状态，即此时主设备2和备用设备3均检测到第五低电平信号，由此指示主设备2进行工作。

在本申请的实施例中，场效应管开关器件4与主设备2、备用设备3、信号取反电路5和接地电路6之间均为电连接，且接地电路6与主设备2、备用设备3和场效应管开关器件4之间也为电连接，主设备2与信号取反电路5之间也为电连接。

在本申请的实施例中，主设备2自身判断主设备2是否处于正常工作状态，以及备用设备3自身判断备用设备3是否处于正常工作状态。

在一种可能的实施方式中，场效应管开关器件4为MOS管。信号取反电路5中包括非门或具有信号取反功能的其他器件。

在一种可能的实施方式中，图2示出了本申请实施例所提供的第二种星载设备中使用的切换电路的结构示意图，如图2所示，接地电路6包括电阻7，其中，主设备2的输入端与地之间连接有电阻7；备用设备3的输入端与地之间连接有电阻7；场效应管开关器件4与地之间连接有电阻7。在本申请的实施例中，该电阻7的阻值的取值范围可以为1k-100k，优选的该电阻7的阻值可以为10k。

在一种可能的实施方式中，图3示出了本申请实施例所提供的第三种星载设备中使用的切换电路的结构示意图，如图3所示，场效应管开关器件4包括第一输入端、第二输入端和输出端；第一输入端连接信号取反电路5，第二输入端连接备用设备3，输出端分别连接主设备2、备用设备3以及接地电路6；

场效应管开关器件4，具体用于在第一输入端接收到第二低电平信号时，控制第二输入端与输出端之间的电路断开，以使场效应管开关器件4停止向主设备2和备用设备3发送第四高电平信号或第四低电平信号；以及在第一输入端接收到第二高电平信号时，控制第二输入端与输出端之间的电路导通；在第二输入端与输出端之间的电路导通的状态下，若第二输入端接收到第三高电平信号，则通过输出端向主设备2和备用设备3发送第四高电平信号；在第二输入端与输出端之间的电路导通的状态下，若第二输入端接收到第三低电平信号，则通过输出端向主设备2和备用设备3发送第四低电平信号。

在一种可能的实施方式中，图4示出了本申请实施例所提供的第四种星载设备中使用的切换电路的结构示意图，如图4所示，主设备2中包括主处理器8和第一功能模块9，备用设备3中包括备用处理器10和第二功能模块11；其中主处理器8和备用处理器10为同一种类型的处理器，第一功能模块9和第二功能模块11相同；主处理器8连接所述第一功能模块9，所述备用处理器10连接所述第二功能模块11；所述切换电路包括：所述场效应管开关器件4分别连接所述主处理器8和所述备用处理器10；所述接地电路6分别连接所述主处理器8和所述备用处理器10；

所述第一功能模块9，用于持续向所述主处理器8发送第一工作状态指示数据；以及在接收到所述主处理器8发送的第一切换指令时进行工作；

主处理器8，用于根据接收到的第一工作状态指示数据，判断第一功能模块9是否处于正常工作状态或异常工作状态；在第一功能模块9处于正常工作状态下，持续向信号取反电路5发送第一高电平信号；以及在第一功能模块9处于异常工作状态下，持续向信号取反电路5发送第一低电平信号；以及在接收到场效应管开关器件4发送的第四低电平信号时或检测到第五低电平信号时，向第一功能模块9发送第一切换指令；其中当主处理器8接地时，主处理器8检测到第五低电平信号；

第二功能模块11，用于持续向备用处理器10发送第二工作状态指示数据；以及在接收到备用处理器10发送的第二切换指令时进行工作；

备用处理器10，用于根据接收到的第二工作状态指示数据，判断第二功能模块11是否处于正常工作状态或异常工作状态；在第二功能模块11处于正常工作状态下，持续向场效应管开关器件4发送第三高电平信号；以及在第二功能模块11处于异常工作状态下，持续向场效应管开关器件4发送第三低电平信号；以及在接收到场效应管开关器件4发送的第四高电平信号时，向第二功能模块11发送第二切换指令；

场效应管开关器件4，具体用于在接收到第二低电平信号时，停止向主处理器8和备用处理器10发送第四高电平信号或第四低电平信号；以及在接收到第二高电平信号时的状态下，若接收到第三高电平信号，则开始向主处理器8和备用处理器10发送第四高电平信号；以及在接收到第二高电平信号的状态下时，若接收到第三低电平信号，则开始向主处理器8和备用处理器10发送第四低电平信号。

在一种可能的实施方式中，处理器的类型包括ARM处理器、中央处理器、单片机中的一种。在本申请中，主处理器8的类型和备用处理器10的类型相同，例如主处理器8和备用处理器10均为ARM处理器(Advanced RISC Machines)；并且主处理器8和备用处理器10的软件配置项也相同。

在本申请中，第一功能模块9和第二功能模块11的功能相同、执行的任务相同、结构相同，且第一功能模块9和主处理器8的连接方式与第二功能模块11和备用处理器10的连接方式相同。本申请中，第一功能模块9和主处理器8之间为电连接，第二功能模块11和备用处理器10之间也为电连接。

实施例二：

基于相同的技术构思，本申请实施例二还提供一种切换方法，图5示出了本申请实施例所提供的一种切换方法的流程图，如图5所示，切换方法用于切换星载设备中的主设备和该主设备的备用设备；切换方法包括：

S101：在主设备处于正常工作的状态下，主设备持续向信号取反电路发送第一高电平信号；以及在主设备处于异常工作的状态下，主设备持续向信号取反电路发送第一低电平信号；

S102：信号取反电路在接收到的第一高电平信号时，信号取反电路向场效应管开关器件发送第二低电平信号；以及信号取反电路在接收到的第一低电平信号时，信号取反电路向场效应管开关器件发送第二高电平信号；

S103：在备用设备处于正常工作的状态下，备用设备持续向场效应管开关器件发送第三高电平信号；以及在备用设备处于异常工作的状态下，备用设备持续向场效应管开关器件发送第三低电平信号；

S104：场效应管开关器件在接收到第二高电平信号的状态下，若场效应管开关器件接收到第三高电平信号，则场效应管开关器件开始向主设备和备用设备发送第四高电平信号；

S105：场效应管开关器件在接收到第二高电平信号的状态下，若场效应管开关器件接收到第三低电平信号，则场效应管开关器件开始向主设备和备用设备发送第四低电平信号；

S106：当场效应管开关器件接收到第二低电平信号时，场效应管开关器件停止向主设备和备用设备发送第四高电平信号或第四低电平信号；

S107：当主设备接收到第四低电平信号或检测到第五低电平信号时主设备进行工作；其中当主设备接地时，主设备检测到第五低电平信号；

S108：当备用设备接收到第四高电平信号时备用设备进行工作。

在一种可能的实施方式中，所述场效应管开关器件包括第一输入端、第二输入端和输出端；

在执行步骤S106当场效应管开关器件接收到第二低电平信号时，场效应管开关器件停止向主设备和备用设备发送第四高电平信号或第四低电平信号时，具体可以按照以下步骤执行：

S1061：在第一输入端接收到第二低电平信号时，场效应管开关器件控制第二输入端与输出端之间的电路断开，以使场效应管开关器件停止向主设备和备用设备发送第四高电平信号或第四低电平信号；

在执行步骤S104场效应管开关器件在接收到第二高电平信号的状态下，若场效应管开关器件接收到第三高电平信号，则场效应管开关器件开始向主设备和备用设备发送第四高电平信号时；以及在执行步骤S105场效应管开关器件在接收到第二高电平信号的状态下，若场效应管开关器件接收到第三低电平信号，则场效应管开关器件开始向主设备和备用设备发送第四低电平信号时，具体可以按照以下步骤执行：

S1041：在第一输入端接收到第二高电平信号时，场效应管开关器件控制第二输入端与输出端之间的电路导通；

S1042：在第二输入端与输出端之间的电路导通的状态下，若第二输入端接收到第三高电平信号，则场效应管开关器件通过输出端向主设备和备用设备发送第四高电平信号；

S1051：在第二输入端与输出端之间的电路导通的状态下，若第二输入端接收到第三低电平信号，则场效应管开关器件通过输出端向主设备和备用设备发送第四低电平信号。

在一种可能的实施方式中，主设备中包括主处理器和第一功能模块，备用设备中包括备用处理器和第二功能模块；其中主处理器和备用处理器为同一种类型的处理器，第一功能模块和第二功能模块相同；

在执行步骤S101在主设备处于正常工作的状态下，主设备持续向信号取反电路发送第一高电平信号；以及在主设备处于异常工作的状态下，主设备持续向信号取反电路发送第一低电平信号时，具体可以按照以下步骤执行：

S1011：第一功能模块持续向主处理器发送第一工作状态指示数据；

S1012：主处理器根据接收到的第一工作状态指示数据，判断第一功能模块处于正常工作状态或异常工作状态；

S1013：在第一功能模块处于正常工作状态下，主处理器持续向信号取反电路发送第一高电平信号；以及在第一功能模块处于异常工作状态下，主处理器持续向信号取反电路发送第一低电平信号；

在执行步骤S103在备用设备处于正常工作状态下，备用设备持续向场效应管开关器件发送第三高电平信号；以及在备用设备处于异常工作的状态下，备用设备持续向场效应管开关器件发送第三低电平信号时，具体可以按照以下步骤执行：

S1031：第二功能模块持续向备用处理器发送第二工作状态指示数据；

S1032：备用处理器根据接收到的第二工作状态指示数据，判断第二功能模块处于正常工作状态或异常工作状态；

S1033：在第二功能模块处于正常工作状态下，备用处理器持续向场效应管开关器件发送第三高电平信号；以及在第二功能模块处于异常工作的状态下，备用处理器持续向场效应管开关器件发送第三低电平信号；

在执行步骤S104场效应管开关器件在接收到第二高电平信号的状态下，若场效应管开关器件接收到第三高电平信号，则场效应管开关器件开始向主设备和备用设备发送第四高电平信号时，具体可以按照以下步骤执行：

S1043：场效应管开关器件在接收到第二高电平信号的状态下，若场效应管开关器件接收到第三高电平信号，则场效应管开关器件开始向主处理器和备用处理器发送第四高电平信号；

在执行步骤S105场效应管开关器件在接收到第二高电平信号的状态下，若场效应管开关器件接收到第三低电平信号，则场效应管开关器件开始向主设备和备用设备发送第四低电平信号时，具体可以按照以下步骤执行：

S1052：场效应管开关器件在接收到第二高电平信号的状态下，若场效应管开关器件接收到第三低电平信号，则场效应管开关器件开始向主处理器和备用处理器发送第四低电平信号；

在执行步骤S106当场效应管开关器件接收到第二低电平信号时，场效应管开关器件停止向主设备和备用设备发送第四高电平信号或第四低电平信号，具体可以按照以下步骤执行：

S1062：当场效应管开关器件接收到第二低电平信号时，场效应管开关器件停止向主处理器和备用处理器发送第四高电平信号或第四低电平信号；

在执行步骤S107当主设备接收到第四低电平信号或检测到第五低电平信号时主设备进行工作时，具体可以按照以下步骤执行：

S1071：当主处理器接收到第四低电平信号或检测到第五低电平信号时，主处理器向第一功能模块发送第一切换指令；

S1072：第一功能模块接收到第一切换指令时进行工作；

在执行步骤S108当备用设备接收到第四高电平信号时备用设备进行工作，具体可以按照以下步骤执行：

S1081：当备用处理器接收到第四高电平信号时，向第二功能模块发送第二切换指令；

S1082：第二功能模块接收到第二切换指令时进行工作。

在一种可能的实施方式中，处理器的类型包括ARM处理器、中央处理器、单片机中的一种。

在一种可能的实施方式中，场效应管开关器件为MOS管。

关于具体执行的原理参见实施例一的说明，在此不再详细赘述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种星载设备中使用的切换电路，其特征在于，所述星载设备中包含有所述切换电路、主设备和该主设备的备用设备；所述切换电路包括：场效应管开关器件、信号取反电路和接地电路；所述场效应管开关器件分别连接所述主设备、所述备用设备、所述信号取反电路和所述接地电路；所述接地电路分别连接所述主设备、所述备用设备和所述场效应管开关器件；所述主设备连接所述信号取反电路；

所述主设备，用于在所述主设备处于正常工作的状态下，持续向所述信号取反电路发送第一高电平信号；以及在所述主设备处于异常工作的状态下，持续向所述信号取反电路发送第一低电平信号；以及在接收到所述场效应管开关器件发送的第四低电平信号时或检测到第五低电平信号时进行工作；其中当所述主设备接地时，所述主设备检测到所述第五低电平信号；

所述信号取反电路，用于在接收到所述第一高电平信号时，向所述场效应管开关器件发送第二低电平信号；以及在接收到所述第一低电平信号时，向所述场效应管开关器件发送第二高电平信号；

所述备用设备，用于在所述备用设备处于正常工作的状态下，持续向所述场效应管开关器件发送第三高电平信号；以及在所述备用设备处于异常工作的状态下，持续向所述场效应管开关器件发送第三低电平信号；以及在接收到所述场效应管开关器件发送的第四高电平信号时进行工作；

所述场效应管开关器件，用于在接收到所述第二低电平信号时，停止向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号；以及在接收到所述第二高电平信号的状态下，若接收到所述第三高电平信号，则开始向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号；以及在接收到所述第二高电平信号的状态下，若接收到所述第三低电平信号，则开始向所述主设备和所述备用设备发送所述第四低电平信号。

2.根据权利要求1所述的星载设备中使用的切换电路，其特征在于，所述场效应管开关器件包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述第一输入端连接所述信号取反电路，所述第二输入端连接所述备用设备，所述输出端分别连接所述主设备、所述备用设备以及所述接地电路；

所述场效应管开关器件，具体用于在所述第一输入端接收到所述第二低电平信号时，控制所述第二输入端与所述输出端之间的电路断开，以使所述场效应管开关器件停止向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号；以及在所述第一输入端接收到所述第二高电平信号时，控制所述第二输入端与所述输出端之间的电路导通；在所述第二输入端与所述输出端之间的电路导通的状态下，若所述第二输入端接收到所述第三高电平信号，则通过所述输出端向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号；在所述第二输入端与所述输出端之间的电路导通的状态下，若所述第二输入端接收到所述第三低电平信号，则通过所述输出端向所述主设备和所述备用设备发送所述第四低电平信号。

3.根据权利要求1所述的星载设备中使用的切换电路，其特征在于，所述主设备中包括主处理器和第一功能模块，所述备用设备中包括备用处理器和第二功能模块；其中所述主处理器和所述备用处理器为同一种类型的处理器，所述第一功能模块和所述第二功能模块相同；所述主处理器连接所述第一功能模块，所述备用处理器连接所述第二功能模块；所述切换电路包括：所述场效应管开关器件分别连接所述主处理器和所述备用处理器；所述接地电路分别连接所述主处理器和所述备用处理器；

所述第一功能模块，用于持续向所述主处理器发送第一工作状态指示数据；以及在接收到所述主处理器发送的第一切换指令时进行工作；

所述主处理器，用于根据接收到的所述第一工作状态指示数据，判断所述第一功能模块是否处于正常工作状态或异常工作状态；在所述第一功能模块处于正常工作状态下，持续向所述信号取反电路发送所述第一高电平信号；以及在所述第一功能模块处于异常工作状态下，持续向所述信号取反电路发送所述第一低电平信号；以及在接收到所述场效应管开关器件发送的第四低电平信号时或检测到所述第五低电平信号时，向所述第一功能模块发送所述第一切换指令；其中当所述主处理器接地时，所述主处理器检测到所述第五低电平信号；

所述第二功能模块，用于持续向所述备用处理器发送第二工作状态指示数据；以及在接收到所述备用处理器发送的第二切换指令时进行工作；

所述备用处理器，用于根据接收到的所述第二工作状态指示数据，判断所述第二功能模块是否处于正常工作状态或异常工作状态；在所述第二功能模块处于正常工作状态下，持续向所述场效应管开关器件发送所述第三高电平信号；以及在所述第二功能模块处于异常工作状态下，持续向所述场效应管开关器件发送所述第三低电平信号；以及在接收到所述场效应管开关器件发送的第四高电平信号时，向所述第二功能模块发送所述第二切换指令；

所述场效应管开关器件，具体用于在接收到所述第二低电平信号时，停止向所述主处理器和所述备用处理器发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号；以及在接收到所述第二高电平信号时的状态下，若接收到所述第三高电平信号，则开始向所述主处理器和所述备用处理器发送所述第四高电平信号；以及在接收到所述第二高电平信号的状态下时，若接收到所述第三低电平信号，则开始向所述主处理器和所述备用处理器发送所述第四低电平信号。

4.根据权利要求1所述的星载设备中使用的切换电路，其特征在于，所述接地电路包括电阻，其中，所述主设备的输入端与所述地之间连接有所述电阻；所述备用设备的输入端与所述地之间连接有所述电阻；所述场效应管开关器件与所述地之间连接有所述电阻。

5.根据权利要求3所述的星载设备中使用的切换电路，其特征在于，所述处理器的类型包括ARM处理器、中央处理器、单片机中的一种。

6.根据权利要求1所述的星载设备中使用的切换电路，其特征在于，所述场效应管开关器件为MOS管。

7.一种切换方法，其特征在于，所述切换方法用于切换星载设备中的主设备和该主设备的备用设备；所述切换方法包括：

在所述主设备处于正常工作的状态下，所述主设备持续向信号取反电路发送第一高电平信号；以及在所述主设备处于异常工作的状态下，所述主设备持续向所述信号取反电路发送第一低电平信号；

所述信号取反电路在接收到的所述第一高电平信号时，所述信号取反电路向场效应管开关器件发送第二低电平信号；以及所述信号取反电路在接收到的所述第一低电平信号时，所述信号取反电路向所述场效应管开关器件发送第二高电平信号；

在所述备用设备处于正常工作的状态下，所述备用设备持续向所述场效应管开关器件发送第三高电平信号；以及在所述备用设备处于异常工作的状态下，所述备用设备持续向所述场效应管开关器件发送第三低电平信号；

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三高电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主设备和所述备用设备发送第四高电平信号；

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三低电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主设备和所述备用设备发送第四低电平信号；

当所述场效应管开关器件接收到所述第二低电平信号时，所述场效应管开关器件停止向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号；

当所述主设备接收到所述第四低电平信号或检测到第五低电平信号时所述主设备进行工作；其中当所述主设备接地时，所述主设备检测到所述第五低电平信号；

当所述备用设备接收到所述第四高电平信号时所述备用设备进行工作。

8.根据权利要求7所述的切换方法，其特征在于，所述场效应管开关器件包括第一输入端、第二输入端和输出端；

所述当所述场效应管开关器件接收到所述第二低电平信号时，所述场效应管开关器件停止向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号，包括：

在所述第一输入端接收到所述第二低电平信号时，所述场效应管开关器件控制所述第二输入端与所述输出端之间的电路断开，以使所述场效应管开关器件停止向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号；

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三高电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号；所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三低电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主设备和所述备用设备发送所述第四低电平信号，包括：

在所述第一输入端接收到所述第二高电平信号时，所述场效应管开关器件控制所述第二输入端与所述输出端之间的电路导通；

在所述第二输入端与所述输出端之间的电路导通的状态下，若所述第二输入端接收到所述第三高电平信号，则所述场效应管开关器件通过所述输出端向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号；

在所述第二输入端与所述输出端之间的电路导通的状态下，若所述第二输入端接收到所述第三低电平信号，则所述场效应管开关器件通过所述输出端向所述主设备和所述备用设备发送所述第四低电平信号。

9.根据权利要求7所述的切换方法，其特征在于，所述主设备中包括主处理器和第一功能模块，所述备用设备中包括备用处理器和第二功能模块；其中所述主处理器和所述备用处理器为同一种类型的处理器，所述第一功能模块和所述第二功能模块相同；

所述在所述主设备处于正常工作的状态下，所述主设备持续向信号取反电路发送第一高电平信号；以及在所述主设备处于异常工作的状态下，所述主设备持续向所述信号取反电路发送第一低电平信号，包括：

所述第一功能模块持续向所述主处理器发送第一工作状态指示数据；

所述主处理器根据接收到的所述第一工作状态指示数据，判断所述第一功能模块处于正常工作状态或异常工作状态；

在所述第一功能模块处于正常工作状态下，所述主处理器持续向所述信号取反电路发送所述第一高电平信号；以及在所述第一功能模块处于异常工作状态下，所述主处理器持续向所述信号取反电路发送所述第一低电平信号；

所述在所述备用设备处于正常工作状态下，所述备用设备持续向所述场效应管开关器件发送第三高电平信号；以及在所述备用设备处于异常工作的状态下，所述备用设备持续向所述场效应管开关器件发送第三低电平信号，包括：

所述第二功能模块持续向所述备用处理器发送第二工作状态指示数据；

所述备用处理器根据接收到的所述第二工作状态指示数据，判断所述第二功能模块处于正常工作状态或异常工作状态；

在所述第二功能模块处于正常工作状态下，所述备用处理器持续向所述场效应管开关器件发送第三高电平信号；以及在所述第二功能模块处于异常工作的状态下，所述备用处理器持续向所述场效应管开关器件发送第三低电平信号；

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三高电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号，包括：

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三高电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主处理器和所述备用处理器发送所述第四高电平信号；

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三低电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主设备和所述备用设备发送所述第四低电平信号，包括：

所述场效应管开关器件在接收到所述第二高电平信号的状态下，若所述场效应管开关器件接收到所述第三低电平信号，则所述场效应管开关器件开始向所述主处理器和所述备用处理器发送所述第四低电平信号；

所述当所述场效应管开关器件接收到所述第二低电平信号时，所述场效应管开关器件停止向所述主设备和所述备用设备发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号，包括：

当所述场效应管开关器件接收到所述第二低电平信号时，所述场效应管开关器件停止向所述主处理器和所述备用处理器发送所述第四高电平信号或所述第四低电平信号；

所述当所述主设备接收到所述第四低电平信号或检测到第五低电平信号时所述主设备进行工作，包括：

当所述主处理器接收到所述第四低电平信号或检测到第五低电平信号时，所述主处理器向所述第一功能模块发送第一切换指令；

所述第一功能模块接收到所述第一切换指令时进行工作；

所述当所述备用设备接收到所述第四高电平信号时所述备用设备进行工作，包括：

当所述备用处理器接收到所述第四高电平信号时，向所述第二功能模块发送第二切换指令；

所述第二功能模块接收到所述第二切换指令时进行工作。

10.根据权利要求9所述的切换方法，其特征在于，所述处理器的类型包括ARM处理器、中央处理器、单片机中的一种。

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