[發明專利]一種星上可重構FIR濾波器的抗輻照加固方法

有效

• 申請號: 201611073257.5
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106849908B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 蘇哲;凌菲;蔡明圭;李毅松;馬文龍;周昀;梁銀;劉文山;王磊;陶曉霞
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H03H17/06
• 分類號: H03H17/06;H03K19/003
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種星上可重構FIR濾波器的抗輻照加固方法，首先獲取濾波器的比特寬度，當比特寬度擴大時占用的BRAM增加且無法提供空閑BRAM時，不進行加固，當比特寬度擴大且占用的BRAM不變，或者當擴大時剩余空閑BRAM，進行地面可重構的濾波器參數的抗輻照加固，然后獲取星上空閑乘法器數目、空閑Slice資源數目，濾波器使用的乘法器數目、Slice資源數目，如果星上空閑乘法器不小于使用的乘法器加1，且空閑Slice資源大于等于使用的Slice資源乘以(1+1/n)，則采用濾波器實現電路抗輻照故障檢測與糾正，如果無空閑乘法器或者空閑Slice資源小于濾波器使用的Slice資源除以n，則采用低資源消耗的濾波器實現電路抗輻照故障檢測，否則采用單個乘法器的濾波器實現電路抗輻照故障檢測。

技術領域

本發明涉及衛星導航技術，特別是一種星上可重構FIR濾波器的抗輻照加固方法。

背景技術

FIR濾波器實現電路資源占用多，是星上導航信號生成的“單點”，易受到單粒子翻轉的影響，因此需要對FIR濾波器實現電路進行三模冗余加固。目前，可以通過三模冗余的方法對FIR濾波器實現電路進行FPGA的單粒子翻轉加固，三模冗余方法與具體算法設計無關，是一種通用的抗單粒子翻轉加固方法，但是三模冗余方法存在如下缺點：

(1)資源、功率消耗約是一模設計的3.2倍，星上載荷難以實現；

(2)FIR濾波器實現電路一般工作在信號生成電路之后，其工作時鐘要大于等于信號生成電路的工作時鐘，工作速率較高，FIR濾波器實現電路中的乘法器和加法器是FPGA設計中的關鍵路徑，FIR濾波器電路的三模易導致時序惡化，無法通過靜態時序分析，因此需要提出一種新的FIR濾波器的抗輻照加固方法。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種星上可重構FIR濾波器的抗輻照加固方法，解決了現有技術資源、功率消耗高，星上載荷難以實現的問題。

本發明的技術解決方案是：一種星上可重構FIR濾波器的抗輻照加固方法，包括如下步驟：

(1)獲取n階FIR濾波器的比特寬度并判斷，如果當令FIR濾波器的比特寬度擴大3倍時，FIR濾波器占用的BRAM數目增加且星上FPGA無法提供空閑BRAM時，不進行FIR濾波器的抗輻照加固，如果當令FIR濾波器的比特寬度擴大3倍時，FIR濾波器占用的BRAM數目不變，或者當令FIR濾波器的比特寬度擴大3倍時，星上FPGA剩余空閑BRAM，則進行地面可重構的FIR濾波器參數的抗輻照加固；

(2)獲取星上FPGA中空閑乘法器數目、空閑Slice資源數目，獲取n階FIR濾波器使用的乘法器數目、Slice資源數目并判斷，如果星上FPGA中空閑乘法器數目大于等于FIR濾波器使用的乘法器的數目加1，且星上FPGA中空閑Slice資源數目大于等于FIR濾波器使用的Slice資源數目乘以(1+1/n)，則采用FIR濾波器實現電路抗輻照故障檢測與糾正的方法，如果星上FPGA中無空閑乘法器或者空閑Slice資源數目小于FIR濾波器使用的Slice資源數目除以n，則采用低資源消耗的FIR濾波器實現電路抗輻照故障檢測的方法，否則采用單個乘法器的FIR濾波器實現電路抗輻照故障檢測的方法。

所述的地面可重構的FIR濾波器參數的抗輻照加固的方法包括如下步驟：

(1)將待抗輻照加固的FIR濾波器參數存儲在雙端口Block RAM中，存儲在雙端口Block RAM中的參數包括原始待抗輻照加固的FIR濾波器參數Ai、Ai的第一拷貝Bi、Ai的第二拷貝Ci，Ai、Bi、Ci分別存儲在雙端口Block RAM相同地址內的不同數據位，雙端口BlockRAM的寬度為待抗輻照加固的FIR濾波器參數位數的3倍，雙端口Block RAM的深度為待抗輻照加固的FIR濾波器參數的個數n，i＝0，1，2…n-1；