[发明专利]一种航天器EEPROM基于页模式的在轨写入和自检方法

说明书

一种航天器EEPROM基于页模式的在轨写入和自检方法，属于航天器软件安全技术领域。本发明方法对接收到的待写入EEPROM程序数据的完整性和正确性进行检验，并对在轨写入后的EEPROM数据的正确性进行检验，从而确定最终写入EEPROM的数据与期待写入EEPROM的数据完全一致；同时周期性对EEPROM进行自检，并对发生单比特错或双比特错的区域及时回写正确数据，能够及时发现EEPROM中的单比特错或双比特错故障，并使用SRAM临时缓存区保存的正确数据及时回写纠正。

技术领域

本发明涉及一种航天器EEPROM基于页模式的在轨写入和自检方法，属于航天器软件安全技术领域。

背景技术

航天器计算机系统一般由CPU、程序存储器、内存、IO设备等组成，其中程序存储器分PROM、EEPROM、FLASH等几种。电可擦除可编程存储器(EEPROM)是一种应用广泛的程序存储芯片，由于它既能像RAM一样随时改写内容，又能像其它ROM一样能长期的保存信息，因此在航天器计算机系统中得到了越来越广泛的应用。EEPROM的写入方式有按字节写入和按页写入两种，其中，EEPROM按页写入方式具有更高的耐写次数。

与地面嵌入式计算机系统相比，航天器计算机系统升级其EEPROM中的程序数据时有两个不同的特点。一个特点是是受测控弧段限制，所有遥控指令有可能无法在一个测控弧段内全部上注，且每次上注的数据量受到遥控信道和遥控数据传输协议的限制，因此完整的EEPROM程序数据的上注往往需要长时间分批多次上注。另外一个特点是，受空间单粒子效应影响，EEPROM中保存的程序数据在轨可能发生单比特或双比特错，部分航天器计算机系统的EEPROM是40位，具有EDAC功能，可以通过读操作发现单比特错或双比特错。

当前，现有将程序数据按页模式写入EEPROM的技术一般包括两个步骤：第一步，分批次接收待写入的程序数据，并保存到临时缓存区；第二步，将临时缓存区中的数据集中写入到EEPROM。一般地面嵌入式计算机软件不对EEPROM进行周期性自检。

北京握奇数据系统有限公司CN101656106号专利公开了一种向EEPROM写入数据的方法及装置，该发明将需要写入EEPROM的各块数据写入RAM中，之后从RAM中获取各块数据，一次性写入EEPROM的备份区中，并将备份区中对应全部所述各块数据的有效标志位设为有效，之后将各块数据分别写入EEPROM的目的区中，最后将该有效标志位设为无效，并擦除备份区中存储的各块数据。天津三星电子显示器有限公司CN1815631号专利公开了一种增强电可擦除可编程只读存储器数据错误校验的方法，该发明通过比较EEPROM中预先设定的CHECKSUM数据值与主程序中的设定的CHECKSUM常量，判断EEPROM中数据是否有被ESD损坏。特别是通过在EEPROM中每个BANK里都加入一个CHECKSUM数据，从而扩大对数据损坏的感知力，增强错误校验能力，完善开机检测EEPROM中存储的数据错误的机制。

上述方法主要存在以下问题：

(1)待写入EEPROM的程序数据是通过分批接收集中写入的方式实现的，无法保证待写入EEPROM的程序数据的完整性和内容的正确性，在部分数据丢失或传输过程发生错误的情况下，将接收到的程序数据直接写入EEPROM可能导致软件无法正常启动；

(2)程序数据在写入EEPROM过程中，可能会受到外部中断、硬件电路干扰等意外情况的影响，导致部分程序数据写入EEPROM操作失败，而上述方法并未提供发现数据写入失败的检测手段；

(3)受空间单粒子效应影响，航天器EEPROM中保存的程序数据在轨可能发生单比特错或双比特错。上述方法，在软件运行过程中，未对EEPROM执行自检操作，如果EEPROM中的数据在轨被单粒子打翻，软件不能及时发现并纠正发生错误的EEPROM存储区域。

发明内容