专利名称：一种基于编码方式的防止sram单粒子翻转的方法
技术领域：
本发明涉及及一种防止SRAM单粒子翻转的方法，尤其涉及一种基于编码方式的 防止SRAM单粒子翻转的方法，属于航天遥感器电子学领域。
背景技术：
轻小型低功耗面阵CMOS相机已广泛应用于卫星本体机构、深空探测、空间站及飞 船上的视频遥测，它可以对卫星变轨、改变姿态、发动机工作、太阳翼展开、天线展开等活动 进行监视和评估，为科研工作者在地面判断卫星工作情况提供图像依据，已成功应用于多 个型号。由于卫星与地面通信的数据信道容量有限，为了减少相机下传的数据量，一般要求 相机能对图像进行实时压缩，但压缩算法都比较复杂，单纯依靠FPGA片上的资源远远不能 够满足压缩算法的需求，这就需要利用SRAM等存储器对压缩算法的中间数据进行缓存才 能顺利完成。如果SRAM出现了问题，图像压缩过程中的中间数据就会收到影响，最终下传 的压缩图像将会出现乱码，可见SRAM对图像的压缩质量起着至关重要的作用。但在空间辐 射环境中，由于多种带电粒子的存在，会导致航天器电子系统中的半导体器件发生单粒子 效应，严重影响航天器的可靠性和寿命。SRAM也是极易受到单粒子影响的半导体器件之一， 如何解决SRAM单粒子翻转的问题也是目前研究的一项关键技术。目前民用的CMOS数码相 机也用到了 SRAM器件，但由于民用相机使用环境和空间相机的差异，不涉及到空间单粒子 翻转的问题。国内有些研究所，应用于航天CMOS相机中防止SRAM单粒子翻转的方法一般采用 的是三模冗余技术，即一个数据存放在三个存储单元中，当用的时候对三个数据进行对比， 如果有两个一致，另一个不同，则说明一个数据被打翻，则认为另外两个是正常工作，选取 认为正确的数据。但三模冗余技术一个数据需要备份三份，对存储空间的要求比较高。
发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种基于编码方式的防止 SRAM单粒子翻转的方法，提高了资源利用率。本发明的技术解决方案是一种基于编码方式的防止SRAM单粒子翻转的方法，步 骤如下(1)首先将图像数据在FPGA中先进行纵向编码，之后进行横向编码，将经过编码 后的图像数据存入SRAM中，其中纵向编码的方法为将图像数据以像素为单位进行(12，8) 纵向编码存储；横向编码的方法为对经过纵向编码后的图像数据进行横向编码存储，编 码方式为对每八个像素中的相同位数据分别进行(12，8)编码；(2)当发生单粒子翻转时，SRAM中存储的图像数据会被打翻，对发生单粒子翻转 的图像数据先进行横向解码，对被单粒子打翻的图像数据进行第一次纠正，然后对经过横 向解码后的图像数据进行纵向解码，对被单粒子打翻后的数据进行第二次纠正，最终实现 对SRAM中被单粒子打翻图像数据的恢复，横向解码方式为对每八个像素中的相同位数据分别进行(12，8)解码；纵向解码方式为以像素为单位对图像数据进行(12，8)解码。本发明与现有技术相比的有益效果是本方法首先对待存入SRAM中的图像数据 以像素为单位进行纵向(12，8)码编，然后对每八个像素中的相同位数据进行横向(12，8) 编码，SRAM中的图像数据按照两次编码格式进行存储，当发生单粒子翻转时，SRAM中存储 的图像数据会被打翻，本发明对发生单粒子翻转的图像数据先进行横向(12，8)解码运算， 此解码过程对数据有一定的纠错作用，之后对图像数据进行纵向(12，8)解码运算，此解码 过程对数据进行第二次纠正，可以把存入SRAM中被单粒子打翻的图像数据纠正过来。本发 明在占用资源是常规方法1/3的前提下，利用横向、纵向两次(12，8)解码纠错，能有效将被 粒子打翻的数据进行纠正，从而克服了单粒子翻转对SRAM中存储数据的影响。
图1为本发明的实现流程图；图2为(12，8)编码原理图；图3为(12，8)解码原理图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行进一步的详细描述如图1所示，本发明的实现过过程为(1)首先将图像数据在FPGA中先进行纵向编码，之后进行横向编码，将经过编码 后的图像数据存入SRAM中，其中纵向编码的方法为将图像数据以像素为单位进行(12，8) 纵向编码存储；横向编码的方法为对经过纵向编码后的图像数据进行横向编码存储，编 码方式为对每八个像素中的相同位数据分别进行(12，8)编码；(2)在使用SRAM中存储的图像数据时，首先对经过横向编码存储的图像数据进行 横向解码，实现对被单粒子打翻的图像数据进行纠正，横向解码方式为对每八个像素中的 相同位数据分别进行(12，8)解码；然后对经过横向解码后的图像数据进行纵向解码，实现 对被单粒子打翻后的数据进行纠正，纵向解码方式为以像素为单位对图像数据进行(12， 8)解码。例如我们要把一个32 32像素大小的图像块存入SRAM中，每个像素是8bit， 处理过程如下首先在FPGA中对每个像素的Sbit数据分别进行纵向(12，8)编码；然后对纵向 编码后的数据继续在FPGA中以8个像素为一组，对八个像素中的相同的一位分别进行横向 (12,8)编码，横向编码之后，将编码后的数据依次存入SRAM中；在图像在SRAM中存储期间，如果遇到空间粒子撞击，SRAM中的数据的某些位很可 能发生翻转，图像数据受到损坏。之后，在使用SRAM中存储的数据时，首先对SRAM中存储的图像数据8个像素为一 组，对8个像素中相同一位进行横向(12，8)解码，然后再对横向解码后的数据以一个像素 为单位，进行纵向(12，8)解码，在两次解码的过程中，被单粒子打翻的图像数据受到两次 解码纠正，已恢复正常，能够正确使用，克服了单粒子翻转带来的危害。本发明是基于(12，8)编解码方法的，其原理为将SRAM中存储的图像数据每8位数据构成一个数字序列，每个数字序列附加4位监督码元，构成长度c = 8+4的纠错码组， 当纠错码组中有错误码时，能及时检测出并纠正之，纠错原理为，每个监督码元对c位纠错 码组中指定的若干位进行监督，在终端通过检查一些监督关系是否满足，来确定原始8位 数据中的哪一位数据出错。上述过程通过下面的逻辑关系来实现数字序列为AtlA1A2…A7, 监督码为KtlK1K2K3,则纠错码为AciA1A2-A7KtlK1K2Ky可用线性方程组表示数字序列与监督码 之间的关系，即
权利要求
1. 一种基于编码方式的防止SRAM单粒子翻转的方法，其特征在于步骤如下(1)首先将图像数据在FPGA中先进行纵向编码，之后进行横向编码，将经过编码后的 图像数据存入SRAM中，其中纵向编码的方法为将图像数据以像素为单位进行(12，8)纵向 编码存储；横向编码的方法为对经过纵向编码后的图像数据进行横向编码存储，编码方 式为对每八个像素中的相同位数据分别进行(12，8)编码；(2)当发生单粒子翻转时，SRAM中存储的图像数据会被打翻，对发生单粒子翻转的 图像数据先进行横向解码，对被单粒子打翻的图像数据进行第一次纠正，然后对经过横向 解码后的图像数据进行纵向解码，对被单粒子打翻后的数据进行第二次纠正，最终实现对 SRAM中被单粒子打翻图像数据的恢复，横向解码方式为对每八个像素中的相同位数据分 别进行(12，8)解码；纵向解码方式为以像素为单位对图像数据进行(12，8)解码。
全文摘要
一种基于编码方式的防止SRAM单粒子翻转的方法，本方法首先对待存入SRAM中的图像数据以像素为单位进行纵向(12，8)编码，然后对每八个像素中的相同位数据进行横向(12，8)编码，SRAM中的图像数据按照两次编码格式进行存储，当发生单粒子翻转时，SRAM中存储的图像数据会被打翻，本发明对发生单粒子翻转的图像数据先进行横向(12，8)解码运算，此解码过程对数据有一定的纠错作用，之后对图像数据进行纵向(12，8)解码运算，此解码过程对数据进行第二次纠正，可以把存入SRAM中被单粒子打翻的图像数据纠正过来，从而克服了现有方法占用片上存储资源过多的缺点。
文档编号G06F11/10GK102063343SQ20101062264
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者吴雁林, 孟林智, 张宏伟, 朱军, 李天 , 李晨曦, 林宏宇, 温博, 胡永富, 郭强, 陈彦, 黄昊, 黄长宁 申请人:北京空间机电研究所