[发明专利]一种星载DSP在轨单粒子翻转效应测试系统及方法

权利要求书

1.一种星载DSP在轨单粒子翻转效应测试系统，用于实时监测被测星载DSP在轨发生单粒子翻转的情况，并将监测结果发送至粒子辐射效应FPGA，由粒子辐射效应FPGA发送给星务平台再下传至地面，其特征在于，所述测试系统包括：监测模块和被测模块；其中，

所述监测模块，用于控制被测模块进行单粒子翻转效应测试，用于获取被测模块的单粒子翻转监测结果；用于根据收到的粒子辐射效应FPGA发来的指令，将单粒子翻转监测结果发送至粒子辐射效应FPGA；所述单粒子翻转效应测试包括循环进行的静态测试和动态测试；

所述被测模块，用于在监测模块的控制下，对被测星载DSP循环进行静态测试和动态测试。

2.根据权利要求1所述的星载DSP在轨单粒子翻转效应测试系统，其特征在于，所述监测模块包括监控FPGA、PROM、RS422接收器和RS422驱动器；其中，

所述监控FPGA，用于在静态测试时，将被测星载DSP配置为HPI加载方式，通过HPI接口对被测星载DSP进行静态单粒子翻转监测，并记录监测结果；用于在动态测试时，将被测星载DSP配置为16bit宽ROM加载方式，通过HPI接口读取被测星载DSP单粒子翻转的自主监测结果；用于解析并执行粒子辐射效应FPGA发送的指令，还用于将监测结果组成遥感数据包发送至粒子辐射效应FPGA；

所述PROM作为FPGA的配置芯片，用于存储FPGA的程序代码；

所述RS422接收器，用于将粒子辐射效应FPGA发送的指令由差分信号转换为单端信号，提供给监控FPGA；

所述RS422驱动器，用于将监控FPGA发送的遥感数据包由单端信号转换为差分信号输出至粒子辐射效应FPGA。

3.根据权利要求2所述的星载DSP在轨单粒子翻转效应测试系统，其特征在于，所述粒子辐射效应FPGA发送的指令包括修改测试间隔的指令和取遥感数据指令；

所述修改测试间隔的指令用于设定静态测试或动态测试的时间长度，以小时为单位；

取遥感数据指令具体包括：2字节的包头标识、2字节的时间间隔和1字节的校验位。

4.根据权利要求3所述的星载DSP在轨单粒子翻转效应测试系统，其特征在于，所述遥感数据包长度为固定字节数，具体包括：2字节的包头标识、1字节的包长度、2字节的包序号、2字节的TIC计数、1字节的测试模式、2字节的不同测试模式的时间间隔、1字节的接收指令码、1字节的接收指令正确计数、1字节的接收指令错误计数以及DSP寄存器翻转bit位数、DSP存储器翻转bit位数、DSP存储器翻转地址和1字节的校验位；其中，测试模式分别表示静态测试模式或动态测试模式；接收指令码包括修改时间间隔的指令和取遥感数据指令；校验位为本遥感数据包除校验位以外所有数据按字节累加的累加和。

5.根据权利要求4所述的星载DSP在轨单粒子翻转效应测试系统，其特征在于，所述被测模块包括被测星载DSP、MRAM0存储器和MRAM1存储器；其中，

在静态测试时，所述被测星载DSP通过自身的HPI接口，提供全部地址空间供监控FPGA访问，所述全部地址空间包括自身的寄存器与存储器；在动态测试时，被测星载DSP自主从外部存储器中加载程序并运行，对自身的寄存器与存储器进行实时监测，记录监测结果并缓存至MRAM0存储器，供监控FPGA读取；

所述MRAM0存储器，用于提供被测星载DSP的程序运行空间，还用于缓存监测结果；

所述MRAM1存储器，用于提供被测星载DSP的程序代码存储空间，当被测星载DSP配置为16bit宽ROM加载方式，在被测星载DSP退出复位后，自动从MRAM1存储器中加载程序运行。

6.根据权利要求5所述的星载DSP在轨单粒子翻转效应测试系统，其特征在于，所述监测模块与被测模块通过HPI接口实时通信；监测模块采用异步RS422通信方式与粒子辐射效应FPGA通信，通信波特率为115200bps，包括1bit起始位、8bit数据位和1bit停止位，多字节传输时高字节先传，字节内低位先传；粒子辐射效应FPGA通过CAN总线与星务平台通信。

7.一种星载DSP在轨单粒子翻转效应测试方法，基于所述权利要求6所述的系统实现，具体包括：

步骤1)监控FPGA控制被测星载DSP进入复位状态，通过设置DSP启动模式管脚BM[4:0]为“00111”将被测星载DSP配置为HPI加载方式，然后让DSP退出复位，进入静态测试模式；

步骤2)监控FPGA通过HPI接口对DSP的所有寄存器与存储器写入预设值；

步骤3)监控FPGA每秒通过HPI接口遍历读取DSP的所有寄存器与存储器，将读到的寄存器值或存储器值与预设值进行比较，若两者不一致则表明发生了单粒子翻转，记录发生翻转的bit位数；如果是存储器发生翻转，还需记录发生翻转的地址，并将预设值回写到该寄存器或存储器地址中；

步骤4)监控FPGA遍历读取比较完成后，将记录的bit位数与存储器地址按照遥感数据的格式组包，当接收到粒子辐射效应FPGA的取遥感数据指令后，将遥感数据包通过异步RS422总线发送给粒子辐射效应FPGA；

步骤5)静态测试模式运行时间结束后，监控FPGA控制DSP进入复位状态，监控FPGA通过设置DSP启动模式管脚BM[4:0]为“10101”将被测星载DSP配置为16bit宽ROM加载方式，然后让DSP退出复位，DSP自主从MRAM1中加载运行程序，进入动态测试模式；

步骤6)被测星载DSP对其寄存器与存储器写入预设值；

步骤7)被测星载DSP每秒对其寄存器与存储器进行遍历读取操作，将读取到的数据与预设值进行比较，若两者不一致则表明发生了单粒子翻转，记录发生翻转的bit位数；如果是存储器发生翻转，还需记录发生翻转的地址，并将预设值回写到该寄存器或存储器地址中；

步骤8)被测星载DSP完成所有寄存器与存储器的读取比较后，将记录的bit位数与存储器地址按照遥感数据的格式组包缓存在MRAM0存储器中；

步骤9)监控FPGA接收到粒子辐射效应FPGA的取遥感数据指令后，通过HPI接口读取DSP缓存在MRAM0寄存器中的遥感数据包，发送给粒子辐射效应FPGA；

步骤10)动态测试模式运行时间结束后，转至步骤1)。