[发明专利]FPGA配置FLASH芯片抗单粒子翻转电路及方法

权利要求书

1.一种FPGA配置FLASH芯片抗单粒子翻转电路，其特征在于：包括配置管控FPGA芯片、超大规模FPGA芯片、主配置FLASH芯片、副配置FLASH芯片、供电芯片、第一接口和地测设备配置电路；所述超大规模FPGA芯片、主配置FLASH芯片和所述副配置FLASH芯片分别与所述配置管控FPGA芯片连接；所述配置管控FPGA芯片的使能端与所述供电芯片连接，所述供电芯片与所述副配置FLASH芯片连接；所述配置管控FPGA芯片通过所述第一接口与所述地测设备配置电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种FPGA配置FLASH芯片抗单粒子翻转电路，其特征在于：所述配置管控FPGA芯片包括配置管控模块、正常配置工作模块、坏块数据迁移模块、问题数据块修复模块、备份FLASH配置工作模块、选通配置模块、输入选通模块、解交织模块、维特比译码模块、解扰模块、第一CRC校验模块和输出选通模块；所述正常配置工作模块、坏块数据迁移模块、问题数据块修复模块和所述备份FLASH配置工作模块分别与所述配置管控模块通信连接；所述正常配置工作模块和所述备份FLASH配置工作模块分别与所述选通配置模块连接，所述选通配置模块将配置数据写入所述超大规模FPGA芯片；所述超大规模FPGA芯片将配置结果反馈给所述正常工作模块；所述主配置FLASH芯片将芯片状态信息反馈给所述配置管控模块；所述主配置FLASH芯片将块数据读出至所述输入选通模块，所述输入选通模块依次与所述解交织模块、维特比译码模块、解扰模块、第一CRC校验模块和所述输出选通模块连接，所述输出选通模块分别与所述正常配置工作模块和所述坏块数据迁移模块连接；所述配置管控模块、坏块数据迁移模块和所述问题数据块修复模块将块数据写入所述主配置FLASH芯片和所述副配置FLASH芯片；所述副配置FLASH芯片将块数据读出至所述输入选通模块和所述备份FLASH配置工作模块。

3.根据权利要求1所述的一种FPGA配置FLASH芯片抗单粒子翻转电路，其特征在于：所述地测设备配置电路包括分割组帧模块、第二CRC校验模块、卷积编码模块、交织模块、加扰模块和第二接口模块；所述分割组帧模块依次与所述第二CRC校验模块、卷积编码模块、交织模块、加扰模块和所述第二接口模块连接；所述第一接口与所述第二接口连接。

4.根据权利要求3所述的一种FPGA配置FLASH芯片抗单粒子翻转电路，其特征在于：所述第一接口为第一遥测接口，所述第二接口为第二遥测接口；或者，所述第一接口为第一遥控接口，所述第二接口为第二遥控接口。

5.根据权利要求1所述的一种FPGA配置FLASH芯片抗单粒子翻转电路，其特征在于：所述供电芯片为LDO低压差电压转换芯片，根据所述配置管控FPGA芯片指令给所述副配置FLASH芯片提供供电电压。

6.根据权利要求1所述的一种FPGA配置FLASH芯片抗单粒子翻转电路，其特征在于：所述配置管控FPGA芯片为反熔丝FPGA芯片，所述超大规模FPGA芯片为SRAM型FPGA芯片。

7.一种FPGA配置FLASH芯片抗单粒子翻转方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在地测设备配置电路上对FPGA配置程序文件进行按块分割、组帧处理，依次对每个数据块中的每帧数据进行添加CRC校验位、加扰、卷积编码、交织处理后通过遥控接口上传分割组帧数据块，配置管控FPGA芯片将FPGA配置程序文件存储在主配置FLASH芯片和副配置FLASH芯片中，将存储地址表映射信息存储在两片FLASH的备用存储区指定位置；

S2，正常工作时默认进入正常配置工作模式，配置管控FPGA芯片按地址表映射关系从主配置FLASH芯片读取FPGA配置程序文件数据块，依次对每帧数据进行去交织、维特比译码、解扰、CRC校验处理，校验通过后配置到超大规模FPGA芯片；

S3，FPGA配置程序文件数据块校验结果有错时按步骤S2对该问题数据块重新进行读取和处理，若校验结果仍然有错则中止配置过程，进入问题数据块修复模式，擦除该数据块的数据，对副配置FLASH芯片进行加电并读取相同地址的数据块，依次对每帧数据进行去交织、维特比译码、解扰、CRC校验处理，校验通过后写入主配置FLASH芯片的问题数据区，完成后再读取该数据区的数据并依次对每帧数据进行交织、维特比译码、解扰、CRC校验处理，若校验通过则退出问题数据块修复模式，进入正常配置工作模式，从步骤S2重新开始配置超大规模FPGA芯片；

S4，若重新擦写后的问题数据块校验结果仍然有错，则判断该数据区存在坏块，进入坏块数据迁移模式，修改主配置FLASH芯片中的地址表，标示坏块地址并将数据块地址重新映射到未使用的备用存储区地址，读取副配置FLASH芯片中对应问题数据区的数据，写入主配置FLASH芯片中重新映射的备用存储区，完成后再读取该数据区的数据并依次对每帧数据进行去交织、维特比译码、解扰、CRC校验处理，校验通过后退出问题数据块修复模式，进入正常配置工作模式，从步骤S2重新开始配置超大规模FPGA芯片，否则应选择下一块备用存储区地址重新写入问题数据区数据，直至备用存储区资源耗尽；

S5，当坏块规模超过备用存储区容量时判断主配置FLASH芯片功能失效，进入备份FLASH配置工作模式，用副配置FLASH芯片来配置超大规模FPGA芯片。