[發明專利]星載FPGA重構方法

在審

• 申請號: 202111208008.3
• 申請日: 2021-10-18
• 公開（公告）號: CN113849456A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 羅佺佺;王永成;肖輝;徐東東;賁廣利;胡雪巖;錢進;孫蘊晗
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78;G06F11/10;G06F11/14
• 代理公司: 長春中科長光知識產權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明

本發明提供一種星載FPGA重構方法，包括：S1、搭建星載FPGA重構系統；S2、將重構數據以分段傳輸方式上傳至中央處理器，待中央處理器完成數據校驗后按序存儲至SDRAM芯片；S3、通過中央處理器控制刷新配置芯片對備份NorFlash進行擦除和燒寫，將SDRAM芯片內存儲的重構數據寫入備份NorFlash；S4、中央處理器根據重構指令，向刷新配置芯片發出寄存器修改指令，通過修改刷新配置芯片中的寄存器的值，引導備份NorFlash芯片存儲的重構數據。本發明在對FPGA進行在軌重構時進行逐級校驗，避免重構數據包在傳輸過程中出現丟包、被破壞等錯誤情況，提高重構數據傳輸的穩定性。

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域，特別涉及一種星載FPGA重構方法。

背景技術

隨著我國航天的快速發展，衛星的功能和復雜度大幅度提升。為了提高航天器的可靠性和靈活性，對星載軟件也提出了更高的要求。SRAM型FPGA是目前衛星上廣泛應用的器件，受任務和空間環境的影響，FPGA需要具備在軌重構功能，可對FPGA進行軟件重構。當前，大部分在軌運行的FPGA可進行在軌重構，但受天地鏈路的影響，重構數據包可能出現丟失或被破壞的情況，導致重構數據出現錯誤。同時，隨著衛星復雜度的提升，FPGA程序的大小也隨之提升，受天地鏈路的限制，導致傳輸過程較長，增加了重構數據包出現錯誤的可能性，FPGA重構失敗風險也隨之增大。

發明內容

本發明的目的是為了克服已有技術的缺陷，提出一種星載FPGA重構方法，在重構數據的傳輸過程中進行逐級校驗，提高重構數據傳輸的穩定性。

為實現上述目的，本發明采用以下具體技術方案：

本發明提供的星載FPGA重構方法，包括如下步驟：

S1、搭建星載FPGA重構系統；其中，星載FPGA重構系統包括中央處理器、SDRAM芯片、刷新配置芯片、主份NorFlash芯片和備份NorFlash芯片；

S2、將地面測控中心發送的重構數據以分段傳輸方式上傳至中央處理器，待中央處理器完成數據校驗后按序存儲至SDRAM芯片；其中，中央處理器的數據校驗包括如下三個方面：

(1)對上傳的每段重構數據的完整性進行校驗；

(2)對上傳的每段重構數據中的每個重構數據包的重復性和正確性進行校驗；

(3)對所有段的重構數據的有效性進行校驗；

S3、通過中央處理器控制刷新配置芯片對備份NorFlash進行擦除和燒寫操作，將SDRAM芯片內存儲的重構數據寫入備份NorFlash；

S4、中央處理器根據地面測控中心發送的重構指令，向刷新配置芯片發出寄存器修改指令，通過修改刷新配置芯片中的寄存器的值，從引導主份NorFlash芯片存儲的FPGA原始數據切換為引導備份NorFlash芯片存儲的重構數據。

優選地，重構數據包的格式包括數據類型、指令序列計數號及包校驗和。

優選地，在對每個重構數據包的重復性和正確性進行校驗的過程中，提取當前重構數據包中的數據類型、指令序列計數號及包校驗和，與上一個重構數據包的數據類型、指令序列計數號及包校驗和進行比較，若相一致則判定當前重構數據包重復并丟棄，若不一致則接收當前重構數據包并計算當前重構數據包的包校驗和且與從當前重構數據包中提取出的包校驗和進行比較，若兩個包校驗和相一致則判斷當前重構數據包正確，對當前重構數據包中的有效重構數據進行存儲。

優選地，在按序存儲重構數據包的過程中，根據每個重構數據包的指令序列計數號計算每個重構數據包在SDRAM芯片中的存儲位置，再將每個重構數據包中的有效重構數據存儲至SDRAM芯片中對應的存儲位置。