[發明專利]一種高可靠、低誤碼率的星載存儲系統

有效

• 申請號: 202110337291.3
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113051109B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 濮建福;徐瑞瑞;王敏琪;泮朋軍;白郁
• 申請（專利權）人: 上海航天測控通信研究所
• 主分類號: G06F11/16
• 分類號: G06F11/16;G06F3/06
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種高可靠、低誤碼率的星載存儲系統，采用雙星交換系統架構，包括采用兩組冷冗余設計的控制通道、數據通道和采用若干組熱冗余設計的存儲單元；兩組冷冗余設計的控制通道、數據通道中的每一組均包括一控制通道和一數據通道；控制通道、數據通道和存儲單元兩兩互連；存儲單元的數量為N+M個，其中N個存儲單元用于系統工作，M個存儲單元用于備份。本發明不受空間單粒子翻轉的影響，實現了航天存儲產品的高速數據處理與可靠存儲控制。

技術領域

本發明涉及航天飛行器技術領域，特別涉及一種高可靠、低誤碼率的星載存儲系統。

背景技術

隨著空間探測技術的發展，探測數據的輸出帶寬也急劇增加，航天飛行器的數據記錄設備存儲容量越來越大，設備存取速度越來越快，且對飛行器的數據處理越來越復雜。此外，航天飛行器的應用范圍越來越寬廣，從高軌、中軌到低軌，航天飛行器適應空間環境的要求越來越高，尤其是空間單粒子翻轉帶來的系統風險。目前，航天飛行器的數據記錄設備一般采用短時加電、甚至通過避開南大西洋負磁異常區、范艾倫輻射帶的方法，限制了航天飛行器的應用。

目前沒有發現與本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

發明內容

本發明要解決的問題是目前航天存儲產品易受空間單粒子翻轉的影響和高速數據處理與可靠存儲控制之間的矛盾日益突出，因此提出了一種高可靠、低誤碼率的星載存儲系統。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

一種高可靠、低誤碼率的星載存儲系統，采用雙星交換系統架構，包括采用兩組冷冗余設計的控制通道、數據通道和采用若干組熱冗余設計的存儲單元；所述兩組冷冗余設計的控制通道、數據通道中的每一組均包括一控制通道和一數據通道；所述控制通道、數據通道和所述存儲單元兩兩互連；所述存儲單元的數量為N+M個，其中N個所述存儲單元用于系統工作，M個所述存儲單元用于備份。

進一步地，所述控制通道包括主控FPGA組件、控制信息存儲組件和程序組件；所述數據通道包括數據處理FPGA組件和高速數據緩存組件；所述存儲單元包括接口控制FPGA組件和存儲陣列組件；

所述主控FPGA組件用于遙控指令的接收、遙測數據的發送、存儲系統的讀寫控制、尋址以及對所述數據處理FPGA組件配置信息的加載和刷新功能；所述控制信息存儲組件用于控制信息的存儲；所述程序組件用于所述數據處理FPGA組件配置程序的存儲；

所述數據處理FPGA組件用于衛星科學數據的接收、組幀、編碼和緩存以及回放數據的碼率控制；所述高速數據緩存組件用于科學數據的緩存；

所述接口控制FPGA組件用于數據的糾錯編譯碼，存儲陣列組件的重構以及存儲介質的存??；所述存儲陣列組件為多片存儲介質位寬級聯形成的存儲體。

進一步地，所述主控FPGA組件為高可靠的反熔絲FPGA；所述控制信息存儲組件為單粒子免疫的磁阻式存儲器；所述程序組件為高可靠的PROM；所述數據處理FPGA組件為大容量的基于RAM型工藝的FPGA；所述高速數據緩存組件由多片DRAM組成；所述接口控制FPGA組件為高可靠的反熔絲FPGA；所述存儲陣列組件選用大容量FLASH作為存儲介質。

進一步地，所述控制信息存儲組件的控制信息存取采用按位三取二的方式。

進一步地，所述數據處理FPGA組件設計定型后采用專業的三模冗余軟件進行三模設計，并通過所述主控FPGA組件對所述數據處理FPGA組件的配置信息進行周期性刷新。

進一步地，所述高速數據緩存組件的數據存取分組采用SEC-DED差錯控制編碼，用于檢二糾一，同時對緩存芯片的模式寄存器在空閑時進行周期性的刷新。