[发明专利]一种FPGA在轨动态可重构方法

权利要求书

1.一种FPGA在轨动态可重构方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)地面向星载设备发送加电指令，所述星载设备上包括信号处理FPGA、配置FPGA和三片并行FLASH芯片；

(2)功能切换时，地面向配置FPGA发送配置指令，所述配置指令指明配置静态存储区第几份配置文件，转步骤(8)；功能更新时，地面向配置FPGA发送擦除指令，指明擦除动态存储区第几份，进入步骤(3)；

(3)擦除完成后，地面向配置FPGA发送写指令；

(4)配置FPGA接收到写指令后，向地面返回一条写指令，完成握手；

(5)地面接收到握手信息后，向配置FPGA发送配置文件；

(6)配置文件写完成后，配置FPGA向地面返回写完成消息；

(7)地面接收到写完成消息后，向配置FPGA发送读指令；

(8)接收到读指令后，配置FPGA根据配置文件开始配置信号处理FPGA；

(9)配置完成后，判断信号处理FPGA是否工作正常，若工作正常，启动定时监测与SEFI检测流程；若工作异常，进入步骤(10)；

(10)判断重配置次数是否达到阈值，若达到阈值，则星载设备工作异常；若没有达到域值，则进行重配置。

2.根据权利要求1所述的一种FPGA在轨动态可重构方法，其特征在于：每片并行FLASH芯片可以存储若干份配置文件，三个并行FLASH芯片实现硬件三模冗余的功能。

3.根据权利要求2所述的一种FPGA在轨动态可重构方法，其特征在于：每片FLASH芯片存储区域分为两部分，一部分在卫星发射前存储配置文件，称为静态存储区，另一部分在卫星发射后，由地面上注配置文件，称为动态存储区；静态存储区和动态存储区均可存储若干份配置文件。

4.根据权利要求1所述的一种FPGA在轨动态可重构方法，其特征在于：所述步骤(5)中，地面向配置FPGA发送配置文件后，配置FPGA将所述配置文件写入三片并行FLASH芯片。

5.根据权利要求1所述的一种FPGA在轨动态可重构方法，其特征在于：所述配置FPGA包括工作流程控制模块、FLASH控制模块、信号处理FPGA配置模块和复位模块；

复位模块：产生配置FPGA各模块需要的复位信号，保证配置FPGA在加电运行时定义的信号及变量有固定的初始值；

工作流程控制模块：根据接收到的遥控指令，向FLASH控制模块发送擦除、写或者读指令，以及相应的起始地址；工作流程控制模块定时监测信号处理FPGA的DONE信号，若异常，则重新配置信号处理FPGA；工作流程控制模块定时回读信号处理FPGA的状态信号寄存器，若校验错误达到连续3次时，重新配置信号处理FPGA；

FLASH控制模块：控制并行FLASH芯片的擦除、写或读操作，并将读出的配置数据输出给信号处理FPGA配置模块；

信号处理FPGA配置模块：对信号处理FPGA进行配置。

6.根据权利要求4所述的一种FPGA在轨动态可重构方法，其特征在于：所述步骤(8)中，配置FPGA配置信号处理FPGA时，配置FPGA同时读取三片FLASH中的数据，进行三模比对，如果三片FLASH数据均一致，则选取第一片FLASH中的数据输出给信号处理FPGA；如果两片FLASH数据一致，则将该两片FLASH中任意一片的数据输出给信号处理FPGA；如果三片FLASH数据均不一致，则选取第一片FLASH中的数据输出给信号处理FPGA。

7.根据权利要求1所述的一种FPGA在轨动态可重构方法，其特征在于：定时监测流程如下：

(d1)定时检测信号处理FPGA是否工作正常，工作异常时进入步骤(d2)；

(d2)若工作异常，判断重配置次数是否达到阈值，若没有达到阈值，重配置信号处理FPGA；若达到阈值，判定星载设备工作异常。