[發(fā)明專利]一種基于編碼方式的防止SRAM單粒子翻轉(zhuǎn)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010622644.6
• 申請(qǐng)日: 2010-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102063343A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宏偉;黃長(zhǎng)寧;陳彥;胡永富;林宏宇;李晨曦;吳雁林;李天;黃昊;孟林智;朱軍;溫博;郭強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京空間機(jī)電研究所
• 主分類號(hào): G06F11/10
• 分類號(hào): G06F11/10
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及及一種防止SRAM單粒子翻轉(zhuǎn)的方法，尤其涉及一種基于編碼方式的防止SRAM單粒子翻轉(zhuǎn)的方法，屬于航天遙感器電子學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

輕小型低功耗面陣CMOS相機(jī)已廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星本體機(jī)構(gòu)、深空探測(cè)、空間站及飛船上的視頻遙測(cè)，它可以對(duì)衛(wèi)星變軌、改變姿態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)工作、太陽(yáng)翼展開(kāi)、天線展開(kāi)等活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視和評(píng)估，為科研工作者在地面判斷衛(wèi)星工作情況提供圖像依據(jù)，已成功應(yīng)用于多個(gè)型號(hào)。由于衛(wèi)星與地面通信的數(shù)據(jù)信道容量有限，為了減少相機(jī)下傳的數(shù)據(jù)量，一般要求相機(jī)能對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)壓縮，但壓縮算法都比較復(fù)雜，單純依靠FPGA片上的資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足壓縮算法的需求，這就需要利用SRAM等存儲(chǔ)器對(duì)壓縮算法的中間數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存才能順利完成。如果SRAM出現(xiàn)了問(wèn)題，圖像壓縮過(guò)程中的中間數(shù)據(jù)就會(huì)收到影響，最終下傳的壓縮圖像將會(huì)出現(xiàn)亂碼，可見(jiàn)SRAM對(duì)圖像的壓縮質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。但在空間輻射環(huán)境中，由于多種帶電粒子的存在，會(huì)導(dǎo)致航天器電子系統(tǒng)中的半導(dǎo)體器件發(fā)生單粒子效應(yīng)，嚴(yán)重影響航天器的可靠性和壽命。SRAM也是極易受到單粒子影響的半導(dǎo)體器件之一，如何解決SRAM單粒子翻轉(zhuǎn)的問(wèn)題也是目前研究的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。目前民用的CMOS數(shù)碼相機(jī)也用到了SRAM器件，但由于民用相機(jī)使用環(huán)境和空間相機(jī)的差異，不涉及到空間單粒子翻轉(zhuǎn)的問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)有些研究所，應(yīng)用于航天CMOS相機(jī)中防止SRAM單粒子翻轉(zhuǎn)的方法一般采用的是三模冗余技術(shù)，即一個(gè)數(shù)據(jù)存放在三個(gè)存儲(chǔ)單元中，當(dāng)用的時(shí)候?qū)θ齻€(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如果有兩個(gè)一致，另一個(gè)不同，則說(shuō)明一個(gè)數(shù)據(jù)被打翻，則認(rèn)為另外兩個(gè)是正常工作，選取認(rèn)為正確的數(shù)據(jù)。但三模冗余技術(shù)一個(gè)數(shù)據(jù)需要備份三份，對(duì)存儲(chǔ)空間的要求比較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于編碼方式的防止SRAM單粒子翻轉(zhuǎn)的方法，提高了資源利用率。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種基于編碼方式的防止SRAM單粒子翻轉(zhuǎn)的方法，步驟如下：

(1)首先將圖像數(shù)據(jù)在FPGA中先進(jìn)行縱向編碼，之后進(jìn)行橫向編碼，將經(jīng)過(guò)編碼后的圖像數(shù)據(jù)存入SRAM中，其中縱向編碼的方法為：將圖像數(shù)據(jù)以像素為單位進(jìn)行(12，8)縱向編碼存儲(chǔ)；橫向編碼的方法為：對(duì)經(jīng)過(guò)縱向編碼后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向編碼存儲(chǔ)，編碼方式為對(duì)每八個(gè)像素中的相同位數(shù)據(jù)分別進(jìn)行(12，8)編碼；

(2)當(dāng)發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)時(shí)，SRAM中存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)會(huì)被打翻，對(duì)發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)先進(jìn)行橫向解碼，對(duì)被單粒子打翻的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行第一次糾正，然后對(duì)經(jīng)過(guò)橫向解碼后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向解碼，對(duì)被單粒子打翻后的數(shù)據(jù)進(jìn)行第二次糾正，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)SRAM中被單粒子打翻圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)，橫向解碼方式為：對(duì)每八個(gè)像素中的相同位數(shù)據(jù)分別進(jìn)行(12，8)解碼；縱向解碼方式為：以像素為單位對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行(12，8)解碼。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：本方法首先對(duì)待存入SRAM中的圖像數(shù)據(jù)以像素為單位進(jìn)行縱向(12，8)碼編，然后對(duì)每八個(gè)像素中的相同位數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向(12，8)編碼，SRAM中的圖像數(shù)據(jù)按照兩次編碼格式進(jìn)行存儲(chǔ)，當(dāng)發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)時(shí)，SRAM中存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)會(huì)被打翻，本發(fā)明對(duì)發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)先進(jìn)行橫向(12，8)解碼運(yùn)算，此解碼過(guò)程對(duì)數(shù)據(jù)有一定的糾錯(cuò)作用，之后對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向(12，8)解碼運(yùn)算，此解碼過(guò)程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行第二次糾正，可以把存入SRAM中被單粒子打翻的圖像數(shù)據(jù)糾正過(guò)來(lái)。本發(fā)明在占用資源是常規(guī)方法1/3的前提下，利用橫向、縱向兩次(12，8)解碼糾錯(cuò)，能有效將被粒子打翻的數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正，從而克服了單粒子翻轉(zhuǎn)對(duì)SRAM中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的影響。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖；

圖2為(12，8)編碼原理圖；

圖3為(12，8)解碼原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過(guò)過(guò)程為：

(1)首先將圖像數(shù)據(jù)在FPGA中先進(jìn)行縱向編碼，之后進(jìn)行橫向編碼，將經(jīng)過(guò)編碼后的圖像數(shù)據(jù)存入SRAM中，其中縱向編碼的方法為：將圖像數(shù)據(jù)以像素為單位進(jìn)行(12，8)縱向編碼存儲(chǔ)；橫向編碼的方法為：對(duì)經(jīng)過(guò)縱向編碼后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向編碼存儲(chǔ)，編碼方式為對(duì)每八個(gè)像素中的相同位數(shù)據(jù)分別進(jìn)行(12，8)編碼；