[發明專利]一種星載控制計算機的重構方法

有效

• 申請號: 201510036911.4
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104572213B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 楊孟飛;董暘暘;劉波;龔健;胡洪凱;施蕾;趙云富;馮丹;張紹林;孫強;苗致富
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種星載控制計算機的重構方法，其特征在于：通過支持重構的星載控制計算機實現，所述星載控制計算包括N個計算機單元，每個計算機單元包括SRAM型FPGA、重構控制器、重構配置數據存儲器和總線接口，其中，所述N個計算機單元采用N機熱備份的方式進行工作，并且每個計算機單元采用總線與整星數管分系統相連，其中，N為正整數；

所述星載控制計算機重構的具體實現方法如下:

(1)、對N個計算機單元中的SRAM型FPGA進行系統劃分，得到不需要重構的靜態系統和需要重構的動態系統，并生成所述靜態系統與動態系統的FPGA編程文件，具體實現方法如下：

(1a)、在FPGA上實現SoC，其中，將所述SoC中各個模塊進行劃分，將不需要重構的模塊定義為靜態模塊，將需要重構的模塊定義為動態模塊，所有的靜態模塊組成靜態系統，所有的動態模塊組成動態系統；

(1b)、將所述動態系統中的動態模塊進行分組，每組動態模塊具有相同的對外接口，所述對外接口包括動態模塊的對外輸出接口及與靜態模塊之間的通信接口；

(1c)、將所述SoC中的靜態模塊與SoC中的頂層進行綜合，并在頂層中保留動態模塊的連接關系，產生SoC的網表文件，綜合后動態模塊以黑盒子的形式存在；

(1d)、將SoC中的動態模塊進行綜合，并去除動態模塊中的IO PAD，產生動態模塊的網表文件，每個動態模塊產生一個網表文件；

(1e)、將步驟(1c)綜合后的SoC的網表文件映射到FPGA內部的可編程空間1中，將步驟(1d)綜合后的動態網表文件映射到FPGA內部的可編程空間2中，所述可編程空間2即為放置動態模塊的可重構區域；

(1f)、將步驟(1c)綜合后的SoC的網表文件與步驟(1d)中的一個動態模塊的網表文件進行合并，之后對SoC進行布局布線，并使能刷新接口電路，生成FPGA的編程文件，所述FPGA的編程文件包括全局FPGA編程文件與該動態模塊的編程文件；

(1g)、重復步驟(1f)，完成SoC的網表文件與所有動態模塊網表文件的合并，生成多個FPGA的編程文件；

(2)、地面控制中心根據任務內容生成第n個計算機單元的FPGA配置文件；n＝1，2，3，…,N；

(3)、地面控制中心通過上行注入鏈路發送所述FPGA配置文件到數管分系統；

(4)、數管分系統將所述FPGA配置文件發送到整星總線上；

(5)、第n個計算機單元在當班工作狀態下進行如下重構操作：

(5a)、第n個計算機單元中FPGA的靜態系統從總線接口讀取所述FPGA配置文件，并存放在重構配置數據存儲器內；然后發送控制命令到重構控制器；

(5b)、重構控制器接收到所述控制命令后，從重構配置數據存儲器中讀取FPGA配置文件，并對所述FPGA的動態系統進行重構操作。

2.根據權利要求1所述一種星載控制計算機的重構方法，其特征在于：在步驟(5b)中，對FPGA的動態模塊進行重構操作的具體實現過程如下：

所述FPGA在運行過程中，在接收到更新動態模塊的指令后，靜態系統中的靜態模塊繼續運行，動態系統中包含需要更新的動態模塊的動態模塊組停止工作，對需要更新的動態模塊的編程文件進行更新，動態系統中其余的動態模塊組繼續工作。

3.根據權利要求1所述一種星載控制計算機的重構方法，其特征在于：在步驟(5b)中，重構控制器在從重構配置數據存儲器中讀取FPGA配置文件時，采用CRC6、CRC16、CRC32或累加和校驗實現對所述FPGA配置文件中的配置數據的進行校驗運算，如果所述校驗運算結果符合設定值，則對所述FPGA的可重構區進行重構操作，如果所述校驗運算結果不符合設定值，則不啟動重構操作并發出警報。

4.根據權利要求1所述一種星載控制計算機的重構方法，其特征在于：N個計算機單元采用N機熱備份的方式進行工作，即每個計算機單元按照設定的容錯策略作為當班計算機，即所述計算機單元處于當班工作狀態，進行數據接收、處理和輸出。

5.根據權利要求1所述一種星載控制計算機的重構方法，其特征在于：在所述星載控制計算機中，每個計算機單元采用1553B總線與整星數管分系統相連。