一種基于星間鏈路收發設備的星載fpga重構系統及重構方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種基于星間鏈路收發設備的星載FPGA重構系統及重構方法，屬于衛 星在軌軟件重構技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著我國北斗二號由區域向全球系統的擴展，系統在衛星數量、服務區域等方面 較一期均有較大的提升或者變化，衛星導航系統將向著性能更優、功能更多、生存能力更強 的方向發展。總體來說自主化、智能化程度提高、在軌壽命長、可靠性要求高，新技術多、研 制周期短，迫切需要衛星提高在軌可維護能力。
[0003] 由于處理軟件的程序數據量較小，在軌重構的時間短，因此在軌很多衛星已經具 備處理軟件的在軌重構功能，而包含FPGA的全部程序數據的在軌重構功能目前還不具備， 主要原因在于①程序存儲空間有限;②數據傳輸校驗方式未做專口設計。
【發明內容】
[0004] 本發明解決的技術問題為：克服現有技術的不足，提供了一種基于星間鏈路收發 設備的星載FPGA重構系統及重構方法，通過擴展程序存儲空間，優化重構數據上注流程，并 在數據傳輸及存儲過程中采用奇偶和抓AC等校驗方式，確保大容量程序數據在軌重構的可 靠性，提升現有重構技術水平。
[0005] 本發明采用的技術方案為：
[0006] -種基于星間鏈路收發設備的星載FPGA重構系統，包括:重構數據接收模塊、帖號 標記及回傳模塊、地址譯碼模塊、EDAC校驗碼生成模塊、重構數據寫入模塊、EDAC循環校驗 模塊、下卸數據讀取模塊、下卸數據發送模塊、EEPROM和星載評GA;
[0007] 重構數據接收模塊接收地面發送的重構數據并進行奇偶校驗，再將重構數據通過 帖號標記及回傳模塊發送給地址譯碼模塊，同時，帖號標記及回傳模塊對重構數據塊內帖 號進行標識，當前重構數據塊上注完成后，帖號標記及回傳模塊回傳當前數據塊所有塊內 帖號標識；
[000引地址譯碼模塊將重構數據塊的塊號和塊內帖號譯碼成為邸PROM的起始存儲地址， 邸AC校驗碼生成模塊針對接收到的重構數據生成抓AC校驗碼，重構數據寫入模塊根據所述 邸PROM的起始存儲地址，將重構數據和抓AC校驗碼按組寫入邸PROM之中；EDAC循環校驗模 塊將已經存儲在EEPROM中的重構數據和校驗碼分時循環讀取進行邸AC校驗，利用EEPROM中 存儲的重構數據對星載FPGA進行重構操作；
[0009] 地址譯碼模塊將地面站向衛星發送的數據下卸指令譯碼成為EEPROM的起始讀取 地址，下卸數據讀取模塊根據所述邸PROM的起始讀取地址，從邸PROM中讀取重構數據和校 驗碼，通過下卸數據發送模塊發送給地面測控站。
[0010] 所述帖號標記及回傳模塊對重構數據塊內帖號進行標識和回傳具體為：
[0011] 重構數據塊內帖號標識共512bit，每bit對應當前數據塊的1個數據帖，當收到重 構數據帖后，如果發生奇偶校驗錯誤、漏帖或塊數據丟失，帖號標記及回傳模塊將當前重構 數據帖對應的塊內帖號標識標記為O，否則標記為1;當前數據塊全部上注完成后，帖號標記 及回傳模塊將當前重構數據塊51化it塊內帖號標識回傳地面。
[0012] 地址譯碼模塊將重構數據塊的塊號和塊內帖號譯碼成為邸PROM的起始存儲地址， 具體為：
[0013] 在重構數據上注過程中，當前數據帖如果通過奇偶校驗，地址譯碼模塊將該數據 帖的塊號和塊內帖號譯碼成為邸PROM的起始存儲地址，EEPROM中1個地址對應4B^e重構數 據，每寫入4B^e重構數據，EEPROM地址加1，當地址累加31時，當前數據帖地址譯碼結束。
[0014] EDAC校驗碼生成模塊針對接收到的重構數據生成邸AC校驗碼具體為：
[0015] EDAC校驗碼生成模塊將接收到的重構數據每48八6分為一組，并利用抓AC校驗碼 多項式生成18八6的604(：校驗碼，數據加校驗碼共計5B^e。
[0016] 所述趾PROM共有5片，每片8位數據線，共40位數據線，每次寫操作一次性寫入 SByte重構數據和校驗碼。
[0017] EDAC循環校驗模塊是將已經存儲在邸PROM中的重構數據和校驗碼分時循環讀取 進行邸AC校驗，具體為：
[0018] 每次讀取40bit數據，其中包含4B^e數據和18八6校驗碼，并進行校驗，當本地產 生的校驗碼與EEPROM存儲的校驗碼出現化it差異的條件下，糾正數據出錯的位置并重新寫 入邸PROM內部，同時記錄單粒子打翻化it EEPROM的次數，當本地產生的校驗碼與邸PROM存 儲的校驗碼出現大于2bit及W上差異的條件下，記錄當前數據出現的位置與數據類型，記 錄到抓AC出錯寄存器內部，同時發送抓AC錯誤遙測信息，請求地面重新發送出錯數據所在 的整帖數據。
[0019] 下卸數據讀取模塊的每次讀操作，一次性讀取40bit，其中包含32bit數據和Sbit EDAC校驗碼，僅截取32bit數據組成一組4B^e下卸數據。
[0020] 下卸數據發送模塊累計32組下卸數據，每組4B^e，共計128B^e，一帖下卸數據包 含128B^e有效數據。
[0021] 地址譯碼模塊將地面站向衛星發送的數據下卸指令譯碼成為EEPROM的起始讀取 地址，具體為:在數據下卸過程中，地址譯碼模塊將下卸數據帖的塊號和塊內帖號譯碼成為 邸PROM的起始讀取地址，EEPROM中1個地址存儲4Bne數據，每讀取4Bne數據，EEPROM地址 加1，當地址累加31時，當前下卸數據帖地址譯碼結束。
[0022] -種星載FPGA重構方法，步驟如下：
[0023] (1)地面站上注1帖重構數據至衛星，重構數據每帖1288八6,速率為每秒一帖，其 中有效數據為128B^e，包含2B^e奇偶校驗位；
[0024] (2)重構數據塊內帖號標識共51化it,每bit對應當前數據塊的1個數據帖，當衛星 收到重構數據帖后，進行重構數據塊內帖號標記，如果發生奇偶校驗錯誤、漏帖或塊數據丟 失，將當前重構數據帖對應的塊內帖號標識標記為0,否則標記為1;
[0025] (3)在重構數據上注過程中，將該數據帖的塊號和塊內帖號譯碼成為邸PROM的起 始存儲地址，EEPROM中1個地址對應4B^e重構數據；
[00%] (4)將接收到的重構數據每4B^e分為一組，并利用抓AC校驗碼多項式生成IB^e 的邸AC校驗碼，數據加校驗碼共計SByte;
[0027] (5)將4Byte重構數據和IByte的邸AC校驗碼，共40bit，一次性寫入EEPROM地址中；
[002引 （6化EPROM地址加1，將下一組48八6重構數據和18八6的抓AC校驗碼寫入邸PROM 中，當地址累加31時，當前數據帖寫入完成，EEPROM寫入操作采用字模式，兩次寫入操作的 時間間隔為20ms，如下表所示：
[0030] (7)依次上注當前數據塊的全部重構數據帖；
[0031] (8)將重構數據塊內帖號標識回傳地面，地面依據回傳的遙測信息，將重構數據塊 內帖號標識為0的數據帖重新進行上注;確保當前重構數據塊上注全部正確；
[0032] (9)重復步驟(1)~(7)，依次上注全部重構數據塊；
[0033] (10)當衛星上單機設備未進行重構數據上注或下卸操作時，進行抓AC循環校驗， 當重構數據上注及下卸操作完成后，EDAC校驗從中斷位置繼續循環往下；
[0034] (11)星上單機設備將存儲在趾