一种基于NORFLASH的在轨记忆加载方法及系统与流程

本发明涉及一种基于nor flash的在轨记忆加载方法及系统，属于cmos集成电路空间单粒子效应防护。

背景技术：

1、目前航天数字单机产品中，多使用nor flash器件作为sram型fpga的位流文件存储器。flash器件由于其存储空间大的优点，往往可以存储多份sram型fpga位流文件。基于此，一方面，同一个位流文件进行多份冗余备份存储，可提升在轨位流文件存储的可靠性；另一方面，同一个fpga对应不同功能位流文件存储，则可以实现星载数字产品单机功能的多样性。上述均会造成一片fpga对应多个位流文件的情况。对于该情况，传统设计方法为，上电默认只能指向一个固定目标的位流文件，若需要切换位流文件，则需要地面参与并发送fpga重加载指令实现位流文件的切换加载。但上述操作往往会造成地面干预次数频繁，额外占用过多星地通信资源，且星上设备需要进行一系列操作、经过较长等待时间后才可切换至目标工作模式，导致星上执行效率低下。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，星上设备进行重加载操作复杂、执行效率低的问题，提出了一种基于nor flash的在轨记忆加载方法及系统。

2、本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

3、一种基于nor flash的在轨记忆加载方法，包括：

4、根据星上单机接收的位流文件选取位流存储器，确定目标位流映射信息空间及加固存储方法；

5、利用选定的加固存储方法，根据星上单机发送的有效重加载遥控指令对待储存的目标位流映射信息进行加固存储；

6、对加固存储后的目标位流映射信息进行星上单机的重加载。

7、确定目标位流映射信息空间的具体步骤为：

8、根据位流文件信息大小选取nor flash存储器，确定nor flash存储器个数及抗辐照能力；nor flash存储器的个数需根据位流文件的大小、个数以及nor flash存储器所在单板面积综合考虑确定；

9、根据nor flash存储器空间大小、个数、抗辐照能力，确定位流文件的加固存储方法及加固存储后位流文件占用空间大小，并根据星上单机设计需求确定位流文件于norflash存储器中的存储个数；

10、根据位流文件对于nor flash存储器中的存储个数，将各nor flash存储器空间进行划分为位流文件空间及目标位流映射信息空间。

11、将各nor flash存储器空间进行划分的具体步骤如下：

12、确认选取的nor flash存储器的首扇区空间大小范围是否与其他所有扇区空间大小范围一致，若一致，进行目标位流映射信息空间划分，否则跳过首扇区，调用下一扇区作为首扇区；

13、于选取的nor flash存储器的第一个基片的首扇区或者第一个基片的尾扇区存储目标位流映射信息；

14、利用其他扇区存储位流文件。

15、进行加固存储前，对待储存目标位流映射信息进行判断，若星上单机中，当前实际执行的目标位流映射信息与待储存的目标位流映射信息不同，则对待储存的目标位流映射信息进行加固存储；

16、加固存储目标位流映射信息的具体步骤为：

17、对存储目标位流映射信息的扇区执行擦除操作；

18、根据有效重加载遥控指令将目标位流映射信息进行打包加固后写入目标位流映射信息当前存储扇区中；

19、重新生成重加载信息，加载信息中包括加固后的目标位流映射信息。

20、对目标位流映射信息进行打包加固并写入，具体为：

21、选用三模存储加固方式，在加固操作前，于目标位流映射信息中增加一组预设的帧头信息，用于区别存储的扇区是否为空扇区以避免出现误操作。

22、加固存储后的目标位流映射信息进行重加载的具体步骤为：

23、访问指定扇区，获取该扇区空间内存储的目标位流映射信息；

24、识别目标位流映射信息的帧头信息，若帧头信息与加固存储后的目标位流映射信息的帧头信息不符，或目标位流映射信息的帧头信息为空，则进行加固存储后的目标位流映射信息的直接加载；

25、若帧头信息与加固存储后的目标位流映射信息的帧头信息一致，则对目标位流映射信息进行三模判决，根据三模判决结果获取实际的目标位流映射信息；

26、输出判决后的目标位流映射信息，生成对应的完成指示信号，更新目标位流映射信息的来源映射信息，完成目标位流映射信息的记忆加载。

27、一种基于nor flash的在轨记忆加载系统，包括星上单机fpga、重构控制器、norflash存储器，其中：

28、星上单机fpga，选取需要加载的位流文件，将位流文件发送至重构控制器；

29、重构控制器，根据接收位流文件的目标位流映射信息，确定对应nor flash存储器中的存储空间，对存储空间进行划分；对目标位流映射信息进行加固操作后，确定对应norflash存储器的扇区，将待储存的目标位流映射信息发送至nor flash存储器；接收norflash存储器发送的重加载信息供星上单机读取；

30、nor flash存储器，存储加固后的目标位流映射信息，供星上单机读取实现首次加载或重加载，利用其他扇区存储位流文件，加载完成后重新生成重加载信息发送至重构控制器；

31、星上单机读取nor flash存储器内的目标位流映射信息，对加载来源进行判断，若加载来源相同，直接进行目标位流映射信息的重加载；若加载来源不同，根据重加载信息对目标位流映射信息空间内的信息直接加载。

32、所述重构控制器确定对应nor flash存储器中的存储空间的具体步骤为：

33、根据位流文件信息大小选取nor flash存储器，根据位流文件的大小、个数以及所在单板面积综合考虑确定nor flash存储器个数，并明确nor flash的抗辐照能力；

34、根据nor flash存储器空间大小、个数、抗辐照能力，确定位流文件的加固存储方法及加固存储后位流文件占用空间大小，并根据星上单机设计需求确定位流文件于norflash存储器中的存储个数；

35、根据位流文件对于nor flash存储器中的存储个数，将各nor flash存储器空间进行划分为位流文件空间及目标位流映射信息空间；

36、重构控制器对nor flash存储器空间进行划分的具体方法为：

37、确认选取的nor flash存储器的首扇区空间大小范围是否与其他所有扇区空间大小范围一致，若一致，进行目标位流映射信息空间划分，否则跳过首扇区，调用下一扇区作为首扇区；

38、于选取的nor flash存储器的第一个基片的首扇区或者第一个基片的尾扇区存储目标位流映射信息；

39、利用其他扇区存储位流文件。

40、所述重构控制器进行加固存储前，对待储存目标位流映射信息进行判断，若星上单机中，当前实际执行的目标位流映射信息与待储存的目标位流映射信息不同，则需要对待储存的目标位流映射信息进行加固存储；

41、加固存储目标位流映射信息的具体步骤为：

42、对存储目标位流映射信息的扇区执行擦除操作；

43、根据有效重加载遥控指令将目标位流映射信息进行打包加固后写入目标位流映射信息当前存储扇区中；

44、重新生成重加载信息，加载信息中包括加固后的目标位流映射信息；

45、其中，对目标位流映射信息进行打包加固前，于目标位流映射信息中增加一组预设的帧头信息，用于区别存储的扇区是否为空扇区以避免出现误操作，加固操作采用三模存储加固方式。

46、所述nor flash存储器对加固存储后的目标位流映射信息进行重加载的方法为：

47、访问指定扇区，获取该扇区空间内存储的目标位流映射信息；

48、识别目标位流映射信息的帧头信息，若帧头信息与加固存储后的目标位流映射信息的帧头信息不符，或目标位流映射信息的帧头信息为空，则进行加固存储后的目标位流映射信息的直接加载；

49、若帧头信息与加固存储后的目标位流映射信息的帧头信息一致，则对目标位流映射信息进行三模判决，根据三模判决结果获取实际的目标位流映射信息；

50、输出判决后的目标位流映射信息，生成对应的完成指示信号，更新目标位流映射信息的来源映射信息，完成目标位流映射信息的记忆加载。

51、所述重构控制器进行加固操作前，对星上单机的上注通道进行实时接收监测，当收到有效重加载遥控指令后，确定记忆加载使能功能是否关闭，若关闭，根据当前有效重加载遥控指令直接进行nor flash存储器对应空间内目标位流映射信息的加载；若开启，则进行待储存目标位流映射信息的判断。

52、本发明与现有技术相比的优点在于：

53、(1)本发明提供的一种基于nor flash的在轨记忆加载方法及系统，能够实现针对星载数字处理单机的在轨记忆加载，地面只需发送一次fpga加载指令实现来源切换，星上设备将该指令中目标位流映射信息提取并加固存储在非易失存储器nor flash中，通过重加载操作确保星上数字单机在之后每次断电并重新加电后，仍按照上一次设备断电前的加载来源，完成对星上设备的快速加载，确保星上单机产品快速启动工作，在减少星地通信资源开销的同时，提升星上设备的执行效率；

54、(2)本发明可迅速通过记忆加载功能，完成加电后单机功能的快速恢复启动，避免单机设备上电后需要经过较长操作时间后，才可切换至正常工作模式，通过该方式，可显著提升星上单机产品的工作效率；

55、(3)本发明完全通过星上设备自主完成，利用位流文件信息确定、存储空间选取、信息加固存储、星上单机重加载的流程，无需外部设备参与操作，且已成功应用于星上载荷，能够取得良好效果。