[发明专利]一种星载FPGA的在轨重构方法及系统

说明书

本发明公开了一种星载FPGA的在轨重构方法及系统，涉及在轨重构技术领域，能够实现对FPGA的高可靠在轨重构。控制FPGA默认从PROM中读取预存配置数据对处理FPGA加载和动态刷新。星上管理终端发送重构FLASH指令至控制FPGA，控制FPGA擦除FLASH，之后星上管理终端向控制FPGA发送配置数据帧，控制FPGA解析配置数据帧，提取配置数据。控制FPGA接收配置数据帧，进行双重循环冗余校验。控制FPGA将配置数据写入擦除成功后的FLASH中，在写入过程中监测FLASH编程状态。控制FPGA回读写入到FLASH中的配置数据，再进行循环冗余校验。

技术领域

本发明涉及在轨重构技术领域，具体涉及一种星载FPGA的在轨重构方法及系统。

背景技术

以现场可编程门阵列(FPGA Field Programmable Gata Array)为核心的信号处理系统广泛应用于空间飞行器电子系统中，用于实现主要的信号处理等逻辑功能。为了实现FPGA的加载启动，其配置文件通常需要存储在外部存储器(在轨时通常通过反熔丝的PROM实现)中。

目前，通常做法是把FPGA的配置文件烧写固化到PROM中，固化后PROM内部的配置文件无法改变，导致FPGA的配置完全固化，若要对FPGA程序进行更改或升级，需要将更改或升级后的FPGA配置文件重新写入到可编程存储器FLASH中，对于FPGA配置文件的校验是在写入FLASH之前进行，在将FPGA配置文件写入FLASH之后，并没有针对FPGA配置文件的校验过程，因此这种重构技术无法发现写入FLASH过程产生的错误，可靠性较低。

对于星载FPGA，若要实现其在轨重构，需要保证较高的可靠性，因此采用上述已有的FPGA程序重构技术无法实现星载FPGA的可靠性在轨重构。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种星载FPGA的在轨重构方法及系统，能够实现对FPGA的高可靠在轨重构。

为达到上述目的本发明的技术方案为：一种星载FPGA的在轨重构方法，采用由SRAM型处理FPGA、配置存储器PROM、配置存储器FLASH和反熔丝型控制FPGA组成的空间信号处理系统进行信号处理；控制FPGA用于存储器管理以及配合加载控制逻辑对处理FPGA进行加载和动态刷新；处理FPGA用于进行信号处理。

控制FPGA针对处理FPGA的配置存储器FLASH进行在轨重构，具体为：

S1、所述控制FPGA默认从所述PROM中读取其中预先存储的配置数据对处理FPGA加载和动态刷新；

S2、星上管理终端发送加载源切换指令至所述控制FPGA，所述加载源切换指令使控制FPGA选择从PROM或FLASH中读取其中预先存储的配置数据，对处理FPGA进行加载和动态刷新；

S3、星上管理终端发送重构FLASH指令至控制FPGA，所述控制FPGA收到所述重构FLASH指令后开始擦除FLASH，在擦除过程中监测FLASH擦除状态；

S4、FLASH擦除成功后，星上管理终端开始向控制FPGA发送配置数据帧，所述配置数据帧由地面打包并发送，由星上管理终端接收并缓存，控制FPGA解析所述配置数据帧，提取其中的配置数据；

S5、所述控制FPGA接收配置数据帧，并对配置数据帧进行循环冗余校验；

S6、所述控制FPGA将配置数据写入擦除成功后的FLASH中，在写入过程中监测FLASH编程状态；

S7、所述控制FPGA回读写入到所述FLASH中的配置数据，并再次进行循环冗余校验。

进一步地，星上管理终端发送加载源切换指令至控制FPGA，加载源切换指令使控制FPGA选择从PROM或FLASH中读取其中预先存储的配置数据，对处理FPGA进行加载和动态刷新，具体为：