一种基于星间链路收发设备的星载fpga重构系统及重构方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种基于星间链路收发设备的星载FPGA重构系统及重构方法，属于卫 星在轨软件重构技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着我国北斗二号由区域向全球系统的扩展，系统在卫星数量、服务区域等方面 较一期均有较大的提升或者变化，卫星导航系统将向着性能更优、功能更多、生存能力更强 的方向发展。总体来说自主化、智能化程度提高、在轨寿命长、可靠性要求高，新技术多、研 制周期短，迫切需要卫星提高在轨可维护能力。
[0003] 由于处理软件的程序数据量较小，在轨重构的时间短，因此在轨很多卫星已经具 备处理软件的在轨重构功能，而包含FPGA的全部程序数据的在轨重构功能目前还不具备， 主要原因在于①程序存储空间有限;②数据传输校验方式未做专口设计。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提供了一种基于星间链路收发 设备的星载FPGA重构系统及重构方法，通过扩展程序存储空间，优化重构数据上注流程，并 在数据传输及存储过程中采用奇偶和抓AC等校验方式，确保大容量程序数据在轨重构的可 靠性，提升现有重构技术水平。
[0005] 本发明采用的技术方案为：
[0006] -种基于星间链路收发设备的星载FPGA重构系统，包括:重构数据接收模块、帖号 标记及回传模块、地址译码模块、EDAC校验码生成模块、重构数据写入模块、EDAC循环校验 模块、下卸数据读取模块、下卸数据发送模块、EEPROM和星载评GA;
[0007] 重构数据接收模块接收地面发送的重构数据并进行奇偶校验，再将重构数据通过 帖号标记及回传模块发送给地址译码模块，同时，帖号标记及回传模块对重构数据块内帖 号进行标识，当前重构数据块上注完成后，帖号标记及回传模块回传当前数据块所有块内 帖号标识；
[000引地址译码模块将重构数据块的块号和块内帖号译码成为邸PROM的起始存储地址， 邸AC校验码生成模块针对接收到的重构数据生成抓AC校验码，重构数据写入模块根据所述 邸PROM的起始存储地址，将重构数据和抓AC校验码按组写入邸PROM之中；EDAC循环校验模 块将已经存储在EEPROM中的重构数据和校验码分时循环读取进行邸AC校验，利用EEPROM中 存储的重构数据对星载FPGA进行重构操作；
[0009] 地址译码模块将地面站向卫星发送的数据下卸指令译码成为EEPROM的起始读取 地址，下卸数据读取模块根据所述邸PROM的起始读取地址，从邸PROM中读取重构数据和校 验码，通过下卸数据发送模块发送给地面测控站。
[0010] 所述帖号标记及回传模块对重构数据块内帖号进行标识和回传具体为：
[0011] 重构数据块内帖号标识共512bit，每bit对应当前数据块的1个数据帖，当收到重 构数据帖后，如果发生奇偶校验错误、漏帖或块数据丢失，帖号标记及回传模块将当前重构 数据帖对应的块内帖号标识标记为O，否则标记为1;当前数据块全部上注完成后，帖号标记 及回传模块将当前重构数据块51化it块内帖号标识回传地面。
[0012] 地址译码模块将重构数据块的块号和块内帖号译码成为邸PROM的起始存储地址， 具体为：
[0013] 在重构数据上注过程中，当前数据帖如果通过奇偶校验，地址译码模块将该数据 帖的块号和块内帖号译码成为邸PROM的起始存储地址，EEPROM中1个地址对应4B^e重构数 据，每写入4B^e重构数据，EEPROM地址加1，当地址累加31时，当前数据帖地址译码结束。
[0014] EDAC校验码生成模块针对接收到的重构数据生成邸AC校验码具体为：
[0015] EDAC校验码生成模块将接收到的重构数据每48八6分为一组，并利用抓AC校验码 多项式生成18八6的604(：校验码，数据加校验码共计5B^e。
[0016] 所述趾PROM共有5片，每片8位数据线，共40位数据线，每次写操作一次性写入 SByte重构数据和校验码。
[0017] EDAC循环校验模块是将已经存储在邸PROM中的重构数据和校验码分时循环读取 进行邸AC校验，具体为：
[0018] 每次读取40bit数据，其中包含4B^e数据和18八6校验码，并进行校验，当本地产 生的校验码与EEPROM存储的校验码出现化it差异的条件下，纠正数据出错的位置并重新写 入邸PROM内部，同时记录单粒子打翻化it EEPROM的次数，当本地产生的校验码与邸PROM存 储的校验码出现大于2bit及W上差异的条件下，记录当前数据出现的位置与数据类型，记 录到抓AC出错寄存器内部，同时发送抓AC错误遥测信息，请求地面重新发送出错数据所在 的整帖数据。
[0019] 下卸数据读取模块的每次读操作，一次性读取40bit，其中包含32bit数据和Sbit EDAC校验码，仅截取32bit数据组成一组4B^e下卸数据。
[0020] 下卸数据发送模块累计32组下卸数据，每组4B^e，共计128B^e，一帖下卸数据包 含128B^e有效数据。
[0021] 地址译码模块将地面站向卫星发送的数据下卸指令译码成为EEPROM的起始读取 地址，具体为:在数据下卸过程中，地址译码模块将下卸数据帖的块号和块内帖号译码成为 邸PROM的起始读取地址，EEPROM中1个地址存储4Bne数据，每读取4Bne数据，EEPROM地址 加1，当地址累加31时，当前下卸数据帖地址译码结束。
[0022] -种星载FPGA重构方法，步骤如下：
[0023] (1)地面站上注1帖重构数据至卫星，重构数据每帖1288八6,速率为每秒一帖，其 中有效数据为128B^e，包含2B^e奇偶校验位；
[0024] (2)重构数据块内帖号标识共51化it,每bit对应当前数据块的1个数据帖，当卫星 收到重构数据帖后，进行重构数据块内帖号标记，如果发生奇偶校验错误、漏帖或块数据丢 失，将当前重构数据帖对应的块内帖号标识标记为0,否则标记为1;
[0025] (3)在重构数据上注过程中，将该数据帖的块号和块内帖号译码成为邸PROM的起 始存储地址，EEPROM中1个地址对应4B^e重构数据；
[00%] (4)将接收到的重构数据每4B^e分为一组，并利用抓AC校验码多项式生成IB^e 的邸AC校验码，数据加校验码共计SByte;
[0027] (5)将4Byte重构数据和IByte的邸AC校验码，共40bit，一次性写入EEPROM地址中；
[002引 （6化EPROM地址加1，将下一组48八6重构数据和18八6的抓AC校验码写入邸PROM 中，当地址累加31时，当前数据帖写入完成，EEPROM写入操作采用字模式，两次写入操作的 时间间隔为20ms，如下表所示：
[0030] (7)依次上注当前数据块的全部重构数据帖；
[0031] (8)将重构数据块内帖号标识回传地面，地面依据回传的遥测信息，将重构数据块 内帖号标识为0的数据帖重新进行上注;确保当前重构数据块上注全部正确；
[0032] (9)重复步骤(1)~(7)，依次上注全部重构数据块；
[0033] (10)当卫星上单机设备未进行重构数据上注或下卸操作时，进行抓AC循环校验， 当重构数据上注及下卸操作完成后，EDAC校验从中断位置继续循环往下；
[0034] (11)星上单机设备将存储在趾