專利名稱：核探測機器人控制系統中數據存儲的糾錯方法
技術領域：
本發明涉及機器人技術領域，特別涉及一種核探測機器人控制系統中數據存儲的糾錯方法。
背景技術：
2011年3月日本福島核電站發生了特大核泄漏事故，由于日本相關研究機構過度相信核電站的安全性，在核探測機器人領域沒有給予充分重視，從而貽誤了日本核泄漏事故處理的最佳時間。這起事件也給世界各國都敲響了警鐘，如何在核事故中進行快速應急監測與處理成為核安全領域的重要課題。而核探測機器人進入核輻射現場后，機器人控制系統會遭受放射性粒子的打擊，導致存儲器內容發生變化，改寫半導體存儲器件的邏輯狀態，導致存儲單元在邏輯‘0’與‘I’之間發生偏轉，從而導致存儲器內關鍵數據的出錯，影響核探測數據傳輸的準確性，甚至造成整個機器人的控制系統失效。這對于核探測機器人進入核事故現場進行探測及執行應急處理任務來說，是一個不容忽視的問題。因此，在機器人車體本身局部安裝防輻射裝置外，還需要設計機器人控制系統存儲器的糾錯方法，保證機器人控制系統在核輻射環境下的絕對穩定性。現有技術中，幾乎都是使用一種糾錯碼應用在單一存儲器中，不斷重復復雜的運算實現存儲器的糾錯。本發明一定程度上降低了計算復雜度，有效解決了機器人控制系統在核輻射環境下導致的粒子翻轉問題，保證控制系統在核輻射環境下工作的絕對穩定性。
發明內容
本發明提出一種能夠有效緩解了控制系統的計算任務的核探測機器人控制系統中數據存儲的糾錯方法，使用本發明可以實現機器人控制系統在核輻射環境下對數據存儲的糾錯，保證機器人工作的可靠性。在核探測機器人控制系統中設置第一數據存儲校驗裝置和第二數據存儲校驗裝置，核探測機器人控制系統中的微處理器同時向所述的第一數據存儲校驗裝置和第二數據存儲校驗裝置發送相同的數據并分別存儲于第一數據存儲校驗裝置的第一存儲器單元和第二數據存儲校驗裝置中的第二存儲器單元內，第一數據存儲校驗裝置和第二數據存儲校驗裝置分別使用水平垂直一致校驗方法分別對存儲于第一存儲器單元的數據及存儲于第二存儲器單元的數據進行校驗，如果第一存儲器單元及第二存儲器單元中只有一個存儲器單元存儲的數據出錯，則數據出錯的存儲器單元根據數據未出錯的存儲器單元所存儲的數據進行修正；如果第一存儲器單元及第二存儲器單元存儲的數據都出錯，則在第一存儲器單元及第二存儲器單元任選一個存儲器單元，使用博斯-查德胡里-霍昆格母(BCH)糾錯裝置對所存的錯誤數據進行糾錯，將錯誤數據還原成正確數據，而另一個數據出錯的存儲器單元則根據還原后的正確數據進行修正，所述的水平垂直一致校驗方法為
將存儲器單元收到的數據備份于數據緩沖器中，再由第一水平垂直一致校驗編碼器對數據緩沖器中備份數據進行編碼，得到備份數據的水平垂直一致校驗碼，同時，第二水平垂直一致校驗編碼器對存儲器單元中的數據進行編碼，得到存儲器單元中的數據水平垂直一致校驗碼，最后，使用校驗碼對比器，比對備份數據的水平垂直一致校驗碼與存儲器單元中的數據水平垂直一致校驗碼，如果備份數據的水平垂直一致校驗碼與存儲器單元中的數據水平垂直一致校驗碼一致，則存儲器單元中的數據正確，控制器不發送執行BCH糾錯裝置任務命令；如果備份數據的水平垂直一致校驗碼與存儲器單元中的數據水平垂直一致校驗碼不一致，則存儲器單元中的數據出錯，控制器發送執行BCH糾錯裝置任務命令。由于存儲器遭受核粒子打擊產生邏輯翻轉是小概率事件，無法事先預知，因此需考慮多種情況。如果兩個存儲器均沒有發生錯誤，則程序繼續執行；如果其中一個存儲器遭受核粒子轟擊導致邏輯翻轉，而另一個存儲器沒有，則產生錯誤數據的存儲器根據沒有發生邏輯翻轉錯誤的存儲器信息修正數據；如果兩存儲器同時發生了邏輯翻轉錯誤，此時，本發明利用一種BCH糾錯碼，任選一個發生邏輯翻轉錯誤的存儲器，先根據接收多項式R (x)計算伴隨多項式S (X)，然后由S (X)得到錯誤模式E (X)，最后得到原碼多項式C (x)=R (x)+E(x)，修正翻轉數據，完成糾錯任務后，另一個存儲器依據已修正數據存儲器的相關信息，完成數據的修正。本發明與現有技術相比，其顯著優點有I、由于存儲器遭受核粒子打擊產生邏輯翻轉是小概率事件，利用微處理器加雙存儲器結構，只要兩個存儲器沒有同時遭受放射性粒子攻擊從而導致邏輯翻轉錯誤，則產生錯誤數據的存儲器根據沒有發生邏輯翻轉錯誤的存儲器信息修正數據，顯著提高了控制系統存儲器糾錯效率。重要的是，機器人控制系統硬件設備已局部安裝防核輻射裝置，這樣兩存儲器同時發生錯誤概率已大大降低。本發明只是當兩存儲器同時遭受放射性粒子打擊從而導致邏輯翻轉錯誤后，才利用BCH碼，實現數據糾錯。BCH糾錯運算比較復雜，占用系統資源也是最多，因此，本發明并不是一直運行BCH糾錯程序，從而有效緩解了控制系統的計算任務。2、在每個存儲器中均有水平垂直一致校驗碼，水平垂直一致校驗碼具有較強的檢錯能力，能發現1、2、3位錯，并能發現所有長度不大于列長的突發錯誤。而現有技術中，僅使用BCH糾錯碼，得到了伴隨多項式S (X)，令錯誤位置多項式σ (χ) = (1+βιχ)(1+β2χ)..
.(l+β rx) = σ 0+ σ jx+ σ 2x2+. . . + σ Jlr,根據回歸建模技術，由伴隨多項式構造一個矩陣來表示
^S', S2... Si 1Γ O-, I ρ；,Γ
C C CrfV2 、…卜1 " = +2 ，
A I …Sn 履 _ σ _ L *^2f _由于事先并不知道發生了幾個錯誤，因此需先設定t個錯誤計算，如t=3，先驗證3X3階的[S]矩陣是否滿秩，[S]不滿秩，則說明實際在R (x)中產生的錯誤個數小于3，將[S]矩陣降為2階陣，再重新計算上述行列式，滿秩則說明錯誤個數是2.最后計算錯誤位置多項式，找到發生錯誤的位置，修正數據。而本發明利用的水平垂直一致校驗碼是在水平一致校驗基礎上，再對垂直方向的碼元進行一次奇偶校驗構成的。如表I所示
權利要求
1. 一種核探測機器人控制系統中數據存儲的糾錯方法，其特征在于，在核探測機器人控制系統中設置第一數據存儲校驗裝置(I)和第二數據存儲校驗裝置(II )，核探測機器人控制系統中的微處理器(4)同時向所述的第一數據存儲校驗裝置(I)和第二數據存儲校驗裝置(II)發送相同的數據并分別存儲于第一數據存儲校驗裝置(I)的第一存儲器單元(6)和第二數據存儲校驗裝置(II)中的第二存儲器單元(13)內，第一數據存儲校驗裝置(I)和第二數據存儲校驗裝置(II)分別使用水平垂直一致校驗方法分別對存儲于第一存儲器單元(6)的數據及存儲于第二存儲器單元(13)的數據進行校驗，如果第一存儲器單元(6)及第二存儲器單元(13)中只有一個存儲器單元存儲的數據出錯，則數據出錯的存儲器單元根據數據未出錯的存儲器單元所存儲的數據進行修正；如果第一存儲器單元(6)及第二存儲器單元(13)存儲的數據都出錯，則在第一存儲器單元(6)及第二存儲器單元(13)任選一個存儲器單元，使用博斯-查德胡里-霍昆格母(BCH)糾錯裝置(12)對所存的錯誤數據進行糾錯，將錯誤數據還原成正確數據，而另一個數據出錯的存儲器單元則根據還原后的正確數據進行修正，所述的水平垂直一致校驗方法為將存儲器單元收到的數據備份于數據緩沖器中，再由第一水平垂直一致校驗編碼器(8)對數據緩沖器(7)中備份數據進行編碼，·得到備份數據的水平垂直一致校驗碼，同時，第二水平垂直一致校驗編碼器(9)對存儲器單元中的數據進行編碼，得到存儲器單元中的數據水平垂直一致校驗碼，最后，使用校驗碼對比器(10)，比對備份數據的水平垂直一致校驗碼與存儲器單元中的數據水平垂直一致校驗碼，如果備份數據的水平垂直一致校驗碼與存儲器單元中的數據水平垂直一致校驗碼一致，則存儲器單元中的數據正確，控制器(11)不發送執行BCH糾錯裝置(12)任務命令；如果備份數據的水平垂直一致校驗碼與存儲器單元中的數據水平垂直一致校驗碼不一致，則存儲器單元中的數據出錯，控制器(11)發送執行BCH糾錯裝置(12 )任務命令。
全文摘要
本發明公開了一種核探測機器人控制系統中數據存儲的糾錯方法，實現機器人控制系統在核輻射環境下對數據存儲的糾錯，保證機器人工作的穩定性。機器人控制系統采用微處理器加雙存儲器結構，如果兩個存儲器均沒有發生錯誤，則程序繼續執行；如果其中一個存儲器遭受核粒子轟擊導致邏輯翻轉，而另一個存儲器沒有，則產生錯誤數據的存儲器根據沒有發生邏輯翻轉錯誤的存儲器信息修正數據；如果兩存儲器同時發生了邏輯翻轉錯誤，此時，本發明利用一種BCH糾錯碼，任選一個發生邏輯翻轉錯誤的存儲器，完成糾錯任務后，另一個存儲器依據已修正數據存儲器的相關信息，完成數據的修正。
文檔編號G11C29/42GK102881334SQ20121034294
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者宋愛國, 錢夔, 熊鵬文, 張立云, 韓益利, 崔建偉 申請人:東南大學