[发明专利]一种星上可重构FIR滤波器的抗辐照加固方法

说明书

一种星上可重构FIR滤波器的抗辐照加固方法，首先获取滤波器的比特宽度，当比特宽度扩大时占用的BRAM增加且无法提供空闲BRAM时，不进行加固，当比特宽度扩大且占用的BRAM不变，或者当扩大时剩余空闲BRAM，进行地面可重构的滤波器参数的抗辐照加固，然后获取星上空闲乘法器数目、空闲Slice资源数目，滤波器使用的乘法器数目、Slice资源数目，如果星上空闲乘法器不小于使用的乘法器加1，且空闲Slice资源大于等于使用的Slice资源乘以(1+1/n)，则采用滤波器实现电路抗辐照故障检测与纠正，如果无空闲乘法器或者空闲Slice资源小于滤波器使用的Slice资源除以n，则采用低资源消耗的滤波器实现电路抗辐照故障检测，否则采用单个乘法器的滤波器实现电路抗辐照故障检测。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术，特别是一种星上可重构FIR滤波器的抗辐照加固方法。

背景技术

FIR滤波器实现电路资源占用多，是星上导航信号生成的“单点”，易受到单粒子翻转的影响，因此需要对FIR滤波器实现电路进行三模冗余加固。目前，可以通过三模冗余的方法对FIR滤波器实现电路进行FPGA的单粒子翻转加固，三模冗余方法与具体算法设计无关，是一种通用的抗单粒子翻转加固方法，但是三模冗余方法存在如下缺点：

(1)资源、功率消耗约是一模设计的3.2倍，星上载荷难以实现；

(2)FIR滤波器实现电路一般工作在信号生成电路之后，其工作时钟要大于等于信号生成电路的工作时钟，工作速率较高，FIR滤波器实现电路中的乘法器和加法器是FPGA设计中的关键路径，FIR滤波器电路的三模易导致时序恶化，无法通过静态时序分析，因此需要提出一种新的FIR滤波器的抗辐照加固方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种星上可重构FIR滤波器的抗辐照加固方法，解决了现有技术资源、功率消耗高，星上载荷难以实现的问题。

本发明的技术解决方案是：一种星上可重构FIR滤波器的抗辐照加固方法，包括如下步骤：

(1)获取n阶FIR滤波器的比特宽度并判断，如果当令FIR滤波器的比特宽度扩大3倍时，FIR滤波器占用的BRAM数目增加且星上FPGA无法提供空闲BRAM时，不进行FIR滤波器的抗辐照加固，如果当令FIR滤波器的比特宽度扩大3倍时，FIR滤波器占用的BRAM数目不变，或者当令FIR滤波器的比特宽度扩大3倍时，星上FPGA剩余空闲BRAM，则进行地面可重构的FIR滤波器参数的抗辐照加固；

(2)获取星上FPGA中空闲乘法器数目、空闲Slice资源数目，获取n阶FIR滤波器使用的乘法器数目、Slice资源数目并判断，如果星上FPGA中空闲乘法器数目大于等于FIR滤波器使用的乘法器的数目加1，且星上FPGA中空闲Slice资源数目大于等于FIR滤波器使用的Slice资源数目乘以(1+1/n)，则采用FIR滤波器实现电路抗辐照故障检测与纠正的方法，如果星上FPGA中无空闲乘法器或者空闲Slice资源数目小于FIR滤波器使用的Slice资源数目除以n，则采用低资源消耗的FIR滤波器实现电路抗辐照故障检测的方法，否则采用单个乘法器的FIR滤波器实现电路抗辐照故障检测的方法。

所述的地面可重构的FIR滤波器参数的抗辐照加固的方法包括如下步骤：

(1)将待抗辐照加固的FIR滤波器参数存储在双端口Block RAM中，存储在双端口Block RAM中的参数包括原始待抗辐照加固的FIR滤波器参数Ai、Ai的第一拷贝Bi、Ai的第二拷贝Ci，Ai、Bi、Ci分别存储在双端口Block RAM相同地址内的不同数据位，双端口BlockRAM的宽度为待抗辐照加固的FIR滤波器参数位数的3倍，双端口Block RAM的深度为待抗辐照加固的FIR滤波器参数的个数n，i＝0，1，2…n-1；