一种星载固存多文件异步并行读写设计方法与流程

本发明涉及计算机，特别涉及一种星载固态存储器(以下简称固存)的多文件异步并行读写设计方法，主要应用于遥感卫星多源高速数据流的管理和控制，实现卫星多种不同工作模式下有效载荷业务并行开展。

背景技术：

1、固存作为遥感卫星高速数据流的关键节点设备，是遥感卫星数传分系统中的重要组成，其主要功能是完成遥感卫星高速载荷业务数据以及相关的辅助数据的存储(写入)和回放(读取)，固存的使用模式直接关系到遥感卫星工作模式设计，是卫星好用易用性设计的重要环节。

2、随着空间遥感技术的发展，遥感卫星载荷类型不断扩展，载荷数量也逐渐增加，广播分发、星上处理等功能也逐步开展在轨应用，星上载荷数据流开始由单数据源向多数据源发展，固存数据接收用户也从单用户向多用户发展，数据读写速率也从单一速率向多种速率变化。

3、目前遥感卫星固存的使用模式主要针对数传功能，固存按单文件记录、单文件回放的方式，记录时指定一个文件，所有载荷数据在进入固存前需经过数据复接和处理，按照统一的格式进行存储；回放时固存根据指定的回放文件号或存储地址指针，将存储的数据向回放目的地址进行回放，固存在同一时间段内，只能对一个文件进行读写操作。这种方法难以满足当前及未来遥感卫星不同载荷或数据源、不同数据写入/读出速率、以及不同数据接收用户同时对固存读写的需求。而采用多个固存的实现方案，将会增加卫星产品配套，对卫星的重量、功耗和设备布局等方面带来不利影响。

4、相关概念说明：

5、(1)固存数据源。遥感卫星固存数据源主要包括各类光学、微波类主要有效载荷、提供像质保证数据的其他辅助载荷、平台卫星工程遥测以及星上处理后的数据等，根据遥感卫星使命任务和设备配置的不用，数据源通常有多个且各不相同；

6、(2)固存数据接收终端。指接收固存读取回放的数据并进行处理的星上设备，例如对地数传通道和广播分发通道的调制器，以及星上处理单元等；

7、(3)固存文件。固存对数据进行读写操作及管理的最小单元，通常与卫星任务关联，一次任务可产生一个或多个文件，固存文件号是卫星对固存数据进行管理和操作的重要标识。

8、(4)固存记录。固存记录即写入，是指遥感卫星星载固态存储器接收各数据源输出数据，写入固存中进行存储，固存记录开始和停止均由指令进行控制。

9、(5)固存回放。固存回放即读取，是指遥感卫星星载固态存储器将存储的数据进行读取并向指定的接收终端进行输出，固存回放开始由指令控制，回放结束有两种方式，一种是指定的文件回放完成后可自动停止，另一种是由固存停止回放指令控制停止。

技术实现思路

1、应对当前遥感卫星固存多数据源和多数据用户的需求，本公开克服现有技术的不足，提出一种多文件异步并行读写的固存体系设计，按照遥感卫星载荷数据类型以及固存的数据接收用户，将固存分为不同的分区，分别记录存储不同类型的载荷数据，固存各分区之间的写入/读取操作可同时进行，读写速率可单独设置，各分区的操作相互独立，解决遥感卫星多源信息的数据流向管理和控制的问题，有效提升遥感卫星的使用效能。

2、基于以上思路，本公开提供的星载固存多文件异步并行读写设计方法，主要包括以下步骤：

3、s1，根据卫星载荷数据源和接收终端的数量，将单个固存划分为若干分区，各分区的读写操作均可由指令进行独立控制，互不影响；

4、s2，数据记录，包括：

5、s21，建立数据源与固存分区之间的对应关系，其中，允许多个数据源数据记入同一个固存分区；

6、s22，在记录工作模式下，通过发送启动和停止指令，控制与输出数据的数据源对应的各个固存分区对相应数据源输出的数据进行存储；

7、s3，数据回放，包括：

8、s31，建立数据接收终端与固存分区之间的对应关系，其中，允许多个固存分区同时回放至一个接收终端；

9、s32，卫星数传路由管理单元根据数据流设计，设定固存中不同分区的数据与各接收终端的数据接口；

10、s33，固存回放模式下，对各固存分区进行回放参数设置；

11、s34，卫星通过回放启动指令，控制各固存分区根据设定的回放参数进行回放；

12、其中，各固存分区的记录/回放操作的启动/停止均相互独立，互不影响。

13、进一步的，所述步骤s1中的固存划分方法包括：

14、设卫星固存有m个数据源，卫星有n个数据接收终端，通常同一个文件可记录多个数据源数据，m大于等于n，因此将固存划分为n个分区。

15、进一步的，所述步骤s21的方法包括：

16、卫星数传路由管理单元根据卫星记录数据流设计，将不同载荷数据源的数据按照符合ccsds标准的aos帧进行格式编排，并根据虚拟信道标识符vcid进行区分，设定不同vcid的数据与各固存分区之间的对应关系，允许多个数据源数据记入同一个固存分区。

17、进一步的，所述步骤s22具体包括：

18、卫星开始一个记录任务，指定工作的固存分区以及文件号；

19、向固存指定的文件发送记录开始指令，固存处于数据等待写入状态；

20、数据源开始输出数据，固存接收数据源数据写入固存对应文件中；

21、数据源停止数据输出，向固存指定的文件发送固存记录停止指令，固存结束记录，记录任务完成。

22、进一步的，所述步骤s33中的回放参数设置包括：数据回放的分区选择、回放接口选择、回放速率设置，其中：

23、单次回放的固存分区的数量设定为1～n，

24、回放接口主要指主份与备份的选择；

25、回放速率根据数据接收端的数据接收和处理速率确定。

26、进一步的，所述步骤s34具体包括：

27、卫星开始一个回放任务，根据回放任务向固存发送回放参数设置指令，指定需要回放的文件，设置与接收端的接口以及回放速率；

28、向固存指定的文件发送回放启动指令，固存开始向指定的接收终端输出存储的数据；

29、固存判断指定文件是否回放完成，若回放完成则自动停止回放，也可通过固存回放停止指令主动控制回放停止，回放任务完成。

30、与现有技术相比，本公开的有益效果是：(1)在不增加额外固存硬件资源配置的前提下，采用固存分区管理的方法，可以同时接收多路数据源的载荷业务数据，并根据数据类型以及不同的后端接收用户进行分区存储，(2)回放时可选择一个或多个分区的数据同时回放，(3)不同分区的数据记录/回放相互独立，互不影响，可支持遥感卫星对地数传、广播分发以及星上处理等多种工作模式可并行开展，避免传统固存使用对整星工作模式设计以及卫星用户使用的约束，提升遥感卫星使用效能。

技术特征：

1.一种星载固存多文件异步并行读写设计方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中的固存划分方法包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s21的方法包括：

4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，所述步骤s22具体包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s33中的回放参数设置包括：数据回放的分区选择、回放接口选择、回放速率设置，其中：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s34具体包括：

技术总结
一种星载固存多文件异步并行读写设计方法，主要包括：按照遥感卫星载荷数据类型以及固存的数据接收用户，将固存分为不同的分区，分别记录存储不同类型的载荷数据；固存各分区之间的写入/读取操作可同时进行，读写速率可单独设置，各分区的操作相互独立。本公开在不增加额外固存硬件资源配置的前提下，解决遥感卫星多源信息的数据流向管理和控制的问题，支持遥感卫星对地数传、广播分发以及星上处理等多种工作模式并行开展，有效提升遥感卫星的使用效能。

技术研发人员：李文东,赵文,李小娟,刘彬,姜宇,李永峰,刘晓飞
受保护的技术使用者：中国空间技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15