[發明專利]一種基于NAND FLASH的星載固存多源數據文件系統

有效

• 申請號: 201711239591.8
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108153487B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 方火能;袁素春;王琦;邵應昭;璩澤旭
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 武瑩

一種基于NAND FLASH的星載固存多源數據文件系統，包括多源載荷數據流控制模塊、多源數據多文件地址管理模塊、系統信息表創建模塊、文件目錄表創建模塊、文件地址信息表創建模塊。本發明系統打破了傳統星載固存在多源載荷數據同時輸入時不能按照載荷類型進行獨立生成文件限制，解決了傳統固存對載荷任務執行時的約束、操作實現流程復雜及對星上硬件資源的要求高的問題，實現了星上多源載荷數據的融合處理以及對用戶關心的某一種或幾種特定載荷數據的快速下傳。

技術領域

本發明涉及航天器數據存儲領域，特別是一種基于NAND FLASH的星載固存多源數據文件系統。

背景技術

隨著衛星遙感技術的高速發展，載荷原始數據速率高達幾Gbps甚至幾十Gbps，受衛星對地傳輸通道的速率限制和地面接收站數量有限的制約，衛星載荷數據無法實現對地快速下傳。目前遙感衛星通過星載固態存儲器將原始高速數據進行實時記錄，在過境或過站時將固存中記錄的數據進行低速回放下傳。固存的這種“快記慢放”數據緩存策略在遙感衛星數傳任務中發揮了重要的作用，為了方便在軌任務的有效管理，固存的文件管理成為了一種通用配置。

隨著衛星攜帶的探測載荷種類越來越多和星上在軌處理任務的智能化程度越來越高，為了方便不同在軌處理任務的實現，固存接收前端不同類型載荷輸入的多源高速數據進行記錄時，需要同時對不同信源數據分別構建獨立的文件；在固存數據回放時，也需要可根據信源類型選取一個或多個文件進行同時回放。而按照傳統星載固存設計，為了實現固存按照載荷類型獨立生成文件，需要前端輸入的某一種載荷在某個時間段內進行單獨開機執行任務；針對多載荷同時執行任務時，一般將多源數據進行統一的復接合路形成統一的數據格式進行混合存放，某一時間段的多源載荷數據形成一個文件。傳統固存文件系統的設計方法不僅對載荷任務執行有一定的約束，而且這種文件系統管理方式給星上多源載荷數據的融合處理以及對用戶關心的某一種或幾種特定載荷數據的快速下傳帶來較大的困難，具體操作實現起來流程復雜，對星上硬件資源的要求高。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種基于NANDFLASH的星載固存多源數據文件系統，打破了傳統星載固存在多源載荷數據同時輸入時不能按照載荷類型進行獨立生成文件限制，解決了傳統固存對載荷任務執行時的約束、操作實現流程復雜及對星上硬件資源的要求高的問題，實現了星上多源載荷數據的融合處理以及對用戶關心的某一種或幾種特定載荷數據的快速下傳。

本發明的技術解決方案是：一種基于NAND FLASH的星載固存多源數據文件系統，包括多源載荷數據流控制模塊、多源數據多文件地址管理模塊、系統信息表創建模塊、文件目錄表創建模塊、文件地址信息表創建模塊；其中：

多源載荷數據流控制模塊接收到固存記錄指令后，按照信源載荷數據種類分別建立獨立的FIFO緩存，每路信源數據通過獨立的FIFO緩存進行跨時鐘變換到本地時鐘；基于NAND FLASH按照頁讀寫、按照塊擦除的特點和固存可按照文件進行刪除的操作需求，構建固存文件操作最小顆粒度為“塊”的數據流控制管理；通過對每路信源載荷數據的FIFO內緩存數據量進行依次輪詢，若對應某路FIFO內緩存的數據量大于NAND FLASH的最小頁操作NKB，則開始啟動讀取該路載荷數據所在的緩存FIFO；多信源數據根據載荷數據種類分別獨立的開辟緩存空間，緩存空間大小根據多源數據的總速率、讀取緩存速率以及每次讀取緩存的最小數據量共同來決定；通過數據輪詢調度，將對應信源的緩存數據分時寫入到固存的存儲空間；每種信源數據分別構建獨立的文件，并且每種信源數據在NAND FLASH存儲空間上分別占用獨立的塊區；N種信源同時輸入時分別建立對應載荷類型的N個文件，每個文件在NAND FLASH存儲空間上分別占用獨立的存儲空間；