一种基于时间参数拟合处理的异步数据存储方法技术

一种基于时间参数拟合处理的异步数据存储方法，首先将目标原始数据预置异步存储单元中，获取目标数据后存储至异步存储单元中，并根据当前FPGA确定采集时刻点数量，然后对目标数据按照采集时刻点进行数据采集，得到采集时刻点确认集合，将采集时刻点确认集合中数据依次与异步存储单元预置的原始数据进行对比，得到每个采集时刻点的有效权重系数，最后根据有效权重系数选取得到适应的采集时刻点，控制外部控制算法处理模块进行数据采集、处理，完成处理数据存储。本发明专利技术解决了现有技术使用异步存储单元与其他功能模块进行数据交互时，数据采集输出响应时间易随外部环境变化的问题，为异步存储单元数据提供了高速、稳定、可靠的读取访问方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据存储领域，特别是一种基于时间参数拟合处理的异步数据存储方法。
技术介绍
随着制作工艺的不断发展、各种先进材料的出现，超大规模集成电路的功能越来越强大，特别是现场可编程逻辑门(FiledProgrammableGateArray，FPGA)依靠其方便快捷的可重复编程开发特性及丰富可配置接口资源，已经逐渐成为控制、通信、检测等领域的核心部件。在航天领域中，小型化已经成为了卫星发展的主要趋势，它要求所用电子元件必须具有集成度高、尺寸小的特点，这就使得现场可编程门阵列(FPGA)成为了星用电子元器件的主要选择。目前，卫星控制系统中的重要组成部分，各执行机构的驱动控制部件已经普遍采用FPGA实现控制算法处理。执行机构的驱动控制部件通过FPGA实现对应的控制算法处理，比如确立整星姿态、轨道位置信息，控制算法处理过程中需要使用原始星图、基准数据等原始数据作为比对依据，这就要求存储大量的数据信息，但在实现过程中存在着如下应用问题需要解决：(1)采用外部存储器实现原始星图、基准数据等数据信息的存储，但是需要为存储器芯片增加印制板面积，这带来了卫星体积增长的问题，另外外部存储器一般为异步存储方式，需要完整稳定的接口处理时序才能保证数据存储与使用时的准确，这就带来了运行速度上的时间消耗；(2)采用基于SRAM型FPGA内部存储器实现原始星图、基准数据等数据信息的存储，可以选择内部RAM资源或者FIFO资源实现，但SRAM型FPGA对单粒子效应敏感，易造成数据翻转错误，必须配合有效可靠性措施，才能使用，这增加了系统实现的复杂度，降低了系统的可靠度；(3)采用基于反熔丝型FPGA内部存储器实现原始星图、基准数据等数据信息的存储受限于中国能够采购到的器件种类，无法在内部通过时序资源实现大量数据的可靠存储，即采用异步存储资源实现数据存储存在的数据访问时序不可控制问题带来的数据的精度和效率将会降低。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种通过采集数据时刻点的前期拟合，收集和整理各个时刻点的拟合信息确定得到最优的拟合时刻的基于时间参数拟合处理的异步数据存储方法，解决了现有技术使用异步存储单元与其他功能模块进行数据交互时，数据采集输出响应时间易随外部环境变化的问题。本专利技术的技术解决方案是：一种基于时间参数拟合处理的异步数据存储方法，包括如下步骤：步骤1、将M个目标对应的原始数据分别预置在FPGA的异步存储单元中，其中，原始数据均不为恒定数据，其中，M为正整数；步骤2、从外部获取多个目标对应的目标数据并存储至异步存储单元固定的地址空间中，其中，目标数据包括异步存储单元中预置的当前目标对应的部分或全部原始数据的倍数数据，目标1的目标数据记为目标数据1，目标2的目标数据记为目标数据2，…，目标M的目标数据记为目标数据M，其中，M为正整数；步骤3、从外部获取采集时刻点数量N，如果当前FPGA支持倍频处理，则在采集器件倍频时钟的上升沿选取N个采集时刻点，或者在采集器件倍频时钟的上升沿、下降沿组合选取N个采集时刻点；如果当前FPGA不支持倍频处理，则在采集器件倍频时钟的上升沿、下降沿进行成对的组合选取采集时刻点，同时在上升沿、下降沿中间选取采集时刻点，直至选取到N个采集时刻点，其中，N为正整数；步骤4、对目标数据1在采集时刻点1进行数据采集，得到数据信息1_1并存入目标数据1数据采集时刻点确认集合中，在采集时刻点2进行数据采集，得到数据信息1_2并存入目标数据1数据采集时刻点确认集合中，…，对目标数据1在采集时刻点N进行数据采集，得到数据信息1_N并存入目标数据1数据采集时刻点确认集合中，对目标数据2在采集时刻点1进行数据采集，得到数据信息2_1并存入目标数据2数据采集时刻点确认集合中，在采集时刻点2进行数据采集，得到数据信息2_2并存入目标数据2数据采集时刻点确认集合中，…，在采集时刻点N进行数据采集，得到数据信息2_N存入目标数据2数据采集时刻点确认集合中，…，对目标数据M在采集时刻点1进行数据采集，得到数据信息M_1并存入目标数据M数据采集时刻点确认集合中，在采集时刻点2进行数据采集，得到数据信息M_2并存入目标数据M数据采集时刻点确认集合中，…，在采集时刻点N进行数据采集，得到数据信息M_N并存入目标数据M数据采集时刻点确认集合中；步骤5、将目标数据1数据采集时刻点确认集合中采集时刻点i对应的数据与异步存储单元预置的目标1对应的采集时刻点i的原始数据进行对比，如果两者相同，则采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VAULE加1，否则，不对采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VAULE进行操作，遍历所有的采集时刻点i；将目标数据2数据采集时刻点确认集合中采集时刻点i对应的数据与异步存储单元预置的目标2对应的采集时刻点i的原始数据进行对比，如果两者相同，则采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VAULE加1，否则，不对采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VAULE进行操作，遍历所有的采集时刻点i；…将目标数据M数据采集时刻点确认集合中采集时刻点i对应的数据与异步存储单元预置的目标M对应的采集时刻点i的原始数据进行对比，如果两者相同，则采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VAULE加1，否则，不对采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VAULE进行操作，遍历所有的采集时刻点i，其中，i＝1，2，3…N；步骤6，将前P个有效权重系数对应的采集时刻点送至外部控制算法处理模块，令外部控制算法处理模块根据得到的采集时刻点从异步存储单元预置的原始数据进行数据采集，然后根据采集得到的数据进行控制算法处理，并将控制算法处理结果送至异步存储单元存储，其中，P＜N且为正整数。所述的N在当前FPGA支持倍频处理时为10，N在当前FPGA不支持倍频处理时为3。所述的步骤(3)中在上升沿、下降沿中间进行采集为通过IDELAY延迟模块或逻辑门电路延迟模块实现。所述的数据采集时刻点确认集合能够只存储部分采集时刻点对应的采集数据。所述的原始数据包括异步存储预设原码值、单元存储星图或导航标定点数据。所述的P在N为10时取值为3，P在N为3时取值为1。所述的步骤1-步骤6在反熔丝型FPGA上实现。所述的控制算法处理模块为星图比对模块或者驱动控制模块。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术存储方法通过一组有序的目标数据，实现了采集数据时刻点的前期拟合，然后通过收集和整理各个时刻点的拟合信息确定得到最优的采集时刻点，解决了现有技术使用异步存储单元与其他功能模块进行数据交互时，数据采集输出响应时间易随外部环境变化的问题，为异步存储单元数据提供了高速、稳定、可靠的读取访问方法；(2)本专利技术存储方法与现有技术相比，能够充分、合理的利用了FPGA，特别是卫星控制系统常用反熔丝型FPGA的内部资源，将卫星控制系统各执行机构驱动控制部件中原本需要使用3片FPGA时序资源存储的数据信息，通过1片FPGA的异步存储单元完成了数据存储，极大地降低了功能系统的复杂度、研制周期及经费预算，能较好的适用于时序资源受限而又需要存储大量数据的应用环境。附图说明图1为本专利技术一种基于时间参数拟合处理的异步数据存储方法原理示意图；图2为本专利技术一种基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于时间参数拟合处理的异步数据存储方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、将M个目标对应的原始数据分别预置在FPGA的异步存储单元中，其中，原始数据均不为恒定数据，其中，M为正整数；步骤2、从外部获取多个目标对应的目标数据并存储至异步存储单元固定的地址空间中，其中，目标数据包括异步存储单元中预置的当前目标对应的部分或全部原始数据的倍数数据，目标1的目标数据记为目标数据1，目标2的目标数据记为目标数据2，…，目标M的目标数据记为目标数据M，其中，M为正整数；步骤3、从外部获取采集时刻点数量N，如果当前FPGA支持倍频处理，则在采集器件倍频时钟的上升沿选取N个采集时刻点，或者在采集器件倍频时钟的上升沿、下降沿组合选取N个采集时刻点；如果当前FPGA不支持倍频处理，则在采集器件倍频时钟的上升沿、下降沿进行成对的组合选取采集时刻点，同时在上升沿、下降沿中间选取采集时刻点，直至选取到N个采集时刻点，其中，N为正整数；步骤4、对目标数据1在采集时刻点1进行数据采集，得到数据信息1_1并存入目标数据1数据采集时刻点确认集合中，在采集时刻点2进行数据采集，得到数据信息1_2并存入目标数据1数据采集时刻点确认集合中，…，对目标数据1在采集时刻点N进行数据采集，得到数据信息1_N并存入目标数据1数据采集时刻点确认集合中，对目标数据2在采集时刻点1进行数据采集，得到数据信息2_1并存入目标数据2数据采集时刻点确认集合中，在采集时刻点2进行数据采集，得到数据信息2_2并存入目标数据2数据采集时刻点确认集合中，…，在采集时刻点N进行数据采集，得到数据信息2_N存入目标数据2数据采集时刻点确认集合中，…，对目标数据M在采集时刻点1进行数据采集，得到数据信息M_1并存入目标数据M数据采集时刻点确认集合中，在采集时刻点2进行数据采集，得到数据信息M_2并存入目标数据M数据采集时刻点确认集合中，…，在采集时刻点N进行数据采集，得到数据信息M_N并存入目标数据M数据采集时刻点确认集合中；步骤5、将目标数据1数据采集时刻点确认集合中采集时刻点i对应的数据与异步存储单元预置的目标1对应的采集时刻点i的原始数据进行对比，如果两者相同，则采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VAULE加1，否则，不对采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VAULE进行操作，遍历所有的采集时刻点i；将目标数据2数据采集时刻点确认集合中采集时刻点i对应的数据与异步存储单元预置的目标2对应的采集时刻点i的原始数据进行对比，如果两者相同，则采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VAULE加1，否则，不对采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VAULE进行操作，遍历所有的采集时刻点i；…将目标数据M数据采集时刻点确认集合中采集时刻点i对应的数据与异步存储单元预置的目标M对应的采集时刻点i的原始数据进行对比，如果两者相同，则采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VAULE加1，否则，不对采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VAULE进行操作，遍历所有的采集时刻点i，其中，i＝1，2，3…N；步骤6，将前P个有效权重系数对应的采集时刻点送至外部控制算法处理模块，令外部控制算法处理模块根据得到的采集时刻点从异步存储单元预置的原始数据进行数据采集，然后根据采集得到的数据进行控制算法处理，并将控制算法处理结果送至异步存储单元存储，其中，P＜N且为正整数。...

【技术特征摘要】
1.一种基于时间参数拟合处理的异步数据存储方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、将M个目标对应的原始数据分别预置在FPGA的异步存储单元中，其中，原始数据均不为恒定数据，其中，M为正整数；步骤2、从外部获取多个目标对应的目标数据并存储至异步存储单元固定的地址空间中，其中，目标数据包括异步存储单元中预置的当前目标对应的部分或全部原始数据的倍数数据，目标1的目标数据记为目标数据1，目标2的目标数据记为目标数据2，…，目标M的目标数据记为目标数据M，其中，M为正整数；步骤3、从外部获取采集时刻点数量N，如果当前FPGA支持倍频处理，则在采集器件倍频时钟的上升沿选取N个采集时刻点，或者在采集器件倍频时钟的上升沿、下降沿组合选取N个采集时刻点；如果当前FPGA不支持倍频处理，则在采集器件倍频时钟的上升沿、下降沿进行成对的组合选取采集时刻点，同时在上升沿、下降沿中间选取采集时刻点，直至选取到N个采集时刻点，其中，N为正整数；步骤4、对目标数据1在采集时刻点1进行数据采集，得到数据信息1_1并存入目标数据1数据采集时刻点确认集合中，在采集时刻点2进行数据采集，得到数据信息1_2并存入目标数据1数据采集时刻点确认集合中，…，对目标数据1在采集时刻点N进行数据采集，得到数据信息1_N并存入目标数据1数据采集时刻点确认集合中，对目标数据2在采集时刻点1进行数据采集，得到数据信息2_1并存入目标数据2数据采集时刻点确认集合中，在采集时刻点2进行数据采集，得到数据信息2_2并存入目标数据2数据采集时刻点确认集合中，…，在采集时刻点N进行数据采集，得到数据信息2_N存入目标数据2数据采集时刻点确认集合中，…，对目标数据M在采集时刻点1进行数据采集，得到数据信息M_1并存入目标数据M数据采集时刻点确认集合中，在采集时刻点2进行数据采集，得到数据信息M_2并存入目标数据M数据采集时刻点确认集合中，…，在采集时刻点N进行数据采集，得到数据信息M_N并存入目标数据M数据采集时刻点确认集合中；步骤5、将目标数据1数据采集时刻点确认集合中采集时刻点i对应的数据与异步存储单元预置的目标1对应的采集时刻点i的原始数据进行对比，如果两者相同，则采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VAULE加1，否则，不对采集时刻点i的有效权重系数TIMEi_VA...

【专利技术属性】
技术研发人员：施蕾，李建朋，周凯，夏冰冰，叶有时，高瑛珂，孙强，武志忠，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11