一种基于商用货架产品的航天软加固系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复位系统，特别是一种基于商用货架产品的航天软加固系统。
【背景技术】
[0002]目前航天应用的器件多为高等级的专用芯片和器件，成本高昂是此类器件共同缺点，此外高等级器件的体积均为商用货架产品的几倍，不易于系统集成，同时器件采购周期长等问题也极大的制约了项目的进展。因此商用货架产品的航天应用就显得尤为重要，但是可靠性是商用货架产品航天应用的一个主要制约因素，因此面对宇航级器件成本、周期和供货渠道的困境，将商用货架产品通过技术手段进行加固后进行宇航应用是未来发展趋势。在空间环境严酷的条件下，商用货架产品的航天应用就受到了极大的制约，采用加固手段提高系统可靠性成为解决这一问题必要条件，即需要一种适用于商用货架产品的软加固系统来提高商用货架产品应用于航天设备中的可靠性。
[0003]目前中国对商用货架产品的空间应用研宄处于初级阶段，自1999年开始有不到10款商用货架产品的航天应用，国外先进国家对该方向的应用已经处于全面发展阶段，但尚未成熟。
【发明内容】
[0004]本发明的技术解决问题是:克服现有技术中商用货架产品在航天应用可靠性不高的缺陷，提出了能够自动检测及修复的基于商用货架产品的航天软加固系统，极大提高商用货架产品的空间环境适应能力。
[0005]本发明的技术解决方案是:一种基于商用货架产品的航天软加固系统，包括FPGA芯片、DSP芯片、第一看门狗芯片、第二看门狗芯片，其中
[0006]FPGA芯片，包括图像转发模块和FPGA芯片状态监控模块；图像转发模块，接收相机发送的图像数据后将图像数据发送给DSP芯片，接收DSP芯片中图像压缩模块发送的压缩的图像数据并输出；FPGA芯片状态监控模块，监测图像转发模块接收发送图像数据的时序并判断，如果图像转发模块接收发送图像数据的时序符合内置的FPGA接收发送图像数据时序，则产生并发送DSP喂狗指令至DSP芯片中DSP芯片状态监控模块，否则不产生DSP喂狗指令；所述FPGA接收发送图像数据时序为FPGA芯片中图像转发模块接收和发送图像数据的次序及时间；当接收DSP芯片中DSP芯片状态监控模块发送的FPGA喂狗指令时，产生喂狗触发信号至第二看门狗芯片，当没有接收到DSP芯片中DSP芯片状态监控模块发送的FPGA喂狗指令时，不产生喂狗触发信号至第二看门狗芯片；
[0007]DSP芯片，包括图像压缩模块和DSP芯片状态监控模块；图像压缩模块，接收FPGA芯片中图像转发模块发送的图像数据后进行压缩，并将压缩的图像数据发送到FPGA芯片中的图像转发模块；DSP芯片状态监控模块，当接收FPGA芯片中状态监控模块发送的DSP喂狗指令时，产生喂狗触发信号至第一看门狗芯片，当没有接收FPGA芯片中状态监控模块发送的DSP喂狗指令时，不产生喂狗触发信号至第一看门狗芯片；监测图像压缩模块接收压缩及发送图像数据的时序并判断，如果图像压缩模块接收压缩及发送图像数据的时序符合内置的DSP接收压缩及发送图像数据时序，则产生并发送FPGA喂狗指令至FPGA芯片，否则不产生FPGA喂狗指令；所述DSP接收发送图像数据时序为DSP芯片中图像压缩模块接收、压缩和发送图像数据的次序及时间；
[0008]第一看门狗芯片，如果接收DSP芯片中状态监控模块发送的喂狗触发信号，则不产生复位触发信号，否则产生复位触发信号控制FPGA芯片初始化；
[0009]第二看门狗芯片，如果接收FPGA芯片中状态监控模块发送的喂狗触发信号，则不产生复位触发信号，否则产生复位触发信号控制DSP芯片初始化。
[0010]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0011](I)本发明软加固系统解决了商用货架产品可靠性低的问题，同时因为商用货架产品多为成熟的工业级芯片或器件，成本较低且体积小易于集成，使航天应用实现轻小化，并减小了负载和体积；
[0012](2)本发明软加固系统通过系统手段使商用货架产品的航天应用成为可能，缩短了航天应用产品的供货周期；
[0013](3)本发明软加固系统由FPGA+DSP架构实现，FPGA或者DSP两者之一正常工作都能保证软系统的正常运行，系统运行可靠性高。
【附图说明】
[0014]图1为一种基于商用货架产品的航天软加固系统原理框架图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0016]如图1所示，一种基于商用货架产品的航天软加固系统，包括FPGA芯片、DSP芯片、FPGA芯片、第一看门狗芯片、第二看门狗芯片，其中FPGA芯片包括图像转发模块和FPGA芯片状态监控模块。
[0017]DSP芯片包括图像压缩模块和DSP芯片状态监控模块，FPGA芯片与DSP芯片各自独立运行，图像转发模块接收外界相机发送的图像数据，并对图像数据进行分包处理传输至DSP芯片的图像压缩模块，DSP芯片的图像压缩模块将原始图像数据进行压缩后传输给FPGA芯片的图像转发模块，图像转发模块再将压缩的图像数据输出；在FPGA芯片中，图像转发模块在运行过程中实时的将自身的时序状态反馈给FPGA芯片状态监控模块，FPGA芯片状态监控模块将此时序与FPGA芯片状态监控模块内置的FPGA接收发送图像数据时序进行对比，当状态满足要求时，即向DSP芯片发送产生喂狗指令，DSP状态监控模块产生喂狗触发信号给第一看门狗芯片，第一看门狗芯片不产生复位触发信号；当状态不满足要求时则不发送产生喂狗指令，DSP状态监控模块则不产生喂狗触发信号，第一看门狗芯片则会产生FPGA复位触发信号使FPGA复位，此时能够保证FPGA芯片的时序稳定运行。
[0018]DSP芯片的图像压缩模块接收原始图像数据，进行特定格式的图像压缩，此压缩包括H.264压缩和JPEG压缩，压缩完成后将压缩后的数据发送给FPGA的图像转发模块进行图像数据输出；在05?芯片中，图像压缩模块在运行时实时反馈自身压缩程序的时序给DSP的状态监控模块，DSP状态监控模块将此时序与DSP状态监控模块内置的DSP接收发送图像数据时序进行比对，当状态满足要求时既向FPGA芯片发送产生喂狗指令，FPGA芯片状态监控模块产生喂狗触发信号给第二看门狗芯片，第二看门狗芯片不产生复位触发信号；当状态不满足要求时则不发送产生喂狗指令，FPGA芯片状态监控模块则不产生喂狗触发信号，第二看门狗芯片则会产生DSP复位触发信号使DSP复位，此时能够保证DSP芯片的时序稳定运行，其中，FPGA接收发送图像数据时序为FPGA芯片中图像转发模块接收和发送图像数据的次序及时间，DSP接收发送图像数据时序为DSP芯片中图像压缩模块接收、压缩和发送图像数据的次序及时间。
【主权项】
1.一种基于商用货架产品的航天软加固系统，其特征在于包括FPGA芯片、DSP芯片、第一看门狗芯片、第二看门狗芯片，其中 FPGA芯片，包括图像转发模块和FPGA芯片状态监控模块；图像转发模块，接收相机发送的图像数据后将图像数据发送给DSP芯片，接收DSP芯片中图像压缩模块发送的压缩的图像数据并输出；FPGA芯片状态监控模块，监测图像转发模块接收发送图像数据的时序并判断，如果图像转发模块接收发送图像数据的时序符合内置的FPGA接收发送图像数据时序，则产生并发送DSP喂狗指令至DSP芯片中DSP芯片状态监控模块，否则不产生DSP喂狗指令；所述FPGA接收发送图像数据时序为FPGA芯片中图像转发模块接收和发送图像数据的次序及时间；当接收DSP芯片中DSP芯片状态监控模块发送的FPGA喂狗指令时，产生喂狗触发信号至第二看门狗芯片，当没有接收到DSP芯片中DSP芯片状态监控模块发送的FPGA喂狗指令时，不产生喂狗触发信号至第二看门狗芯片； DSP芯片，包括图像压缩模块和DSP芯片状态监控模块；图像压缩模块，接收FPGA芯片中图像转发模块发送的图像数据后进行压缩，并将压缩的图像数据发送到FPGA芯片中的图像转发模块；DSP芯片状态监控模块，当接收FPGA芯片中状态监控模块发送的DSP喂狗指令时，产生喂狗触发信号至第一看门狗芯片，当没有接收FPGA芯片中状态监控模块发送的DSP喂狗指令时，不产生喂狗触发信号至第一看门狗芯片；监测图像压缩模块接收压缩及发送图像数据的时序并判断，如果图像压缩模块接收压缩及发送图像数据的时序符合内置的DSP接收压缩及发送图像数据时序，则产生并发送FPGA喂狗指令至FPGA芯片，否则不产生FPGA喂狗指令；所述DSP接收发送图像数据时序为DSP芯片中图像压缩模块接收、压缩和发送图像数据的次序及时间； 第一看门狗芯片，如果接收DSP芯片中状态监控模块发送的喂狗触发信号，则不产生复位触发信号，否则产生复位触发信号控制FPGA芯片初始化； 第二看门狗芯片，如果接收FPGA芯片中状态监控模块发送的喂狗触发信号，则不产生复位触发信号，否则产生复位触发信号控制DSP芯片初始化。
【专利摘要】一种基于商用货架产品的航天软加固系统，包括FPGA芯片、DSP芯片、第一看门狗芯片和第二看门狗芯片，其中FPGA芯片包括图像转发模块、FPGA芯片状态监控模块，DSP芯片包括图像压缩模块、DSP芯片状态监控模块。FPGA芯片、DSP芯片在进行数据交互的同时互相监测工作状态，当对方工作状态异常时，可以通过触发看门狗芯片进行对方芯片的初始化，FPGA芯片、DSP芯片只要不同时发生问题，整个软系统都能自主恢复正常工作状态。本发明软加固系统能够提高商用货架产品的可靠性，为商用货架产品在航天应用中提供了一种防护手段，促进了商用货架产品在航天领域的使用。
【IPC分类】G06F11-07
【公开号】CN104679605
【申请号】CN201510082161
【发明人】胡永富, 陈超, 黄长宁, 解静, 张保贵, 刘澜涛, 顾征, 邹昕, 陈丽平, 王彤, 薛博
【申请人】北京空间机电研究所
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月15日