一种基于MRAM实现的软硬件冗余安全启动与维护方法技术

本发明专利技术涉及一种基于MRAM实现的低成本高可靠的软硬件冗余安全启动与维护方法，结合“三取二比对+CRC”纠检错技术，采取芯片级三模比对方式，MRAM芯片个体数据异常，不影响系统运行；对低成本卫星星载计算机的启动过程进行了设计。本发明专利技术的有益效果是实现对多位错误、芯片故障等情况实现可靠纠正与隔离，大大降低成本，支持在轨更新，维护便捷。

A safe start-up and maintenance method of software and hardware redundancy based on MRAM

【技术实现步骤摘要】
一种基于MRAM实现的软硬件冗余安全启动与维护方法
本专利技术属于星载计算机启动与维护
，尤其涉及一种基于MRAM实现的软硬件冗余安全启动与维护方法。
技术介绍
对于星载计算机系统来说，启动引导过程至关重要。卫星在运行过程中，受空间单粒子效应影响，即使引导程序的某个bit位发生逻辑错误，有可能使星载计算机在任务需求或故障导致重加载时无法正常运行，从而造成卫星单机失效。目前，传统做法是使用抗空间环境能力较强的反熔丝PROM芯片，如UT28F256、HS1-6664RH-Q或者对应的国产反熔丝工艺芯片，作为启动程序的载体。此类芯片虽然抗空间环境能力较强、可靠性高，但进口型号普遍存在供货周期长、成本过高(动辄过万)、流程复杂(需有落焊环节)等因素影响，并且只能烧写一次，无法重复更新使用，这些因素长期以来制约着宇航计算机的研制和生产。尤其对于低成本卫星来说，采用昂贵的反熔丝型芯片带来成本上的沉重负担，往往型号上级单位不能承受。现有的做法，多采用多个样本在Flash、EEPROM等芯片中进行备份，采用串联启动的方式逐份启动，直至引导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MRAM实现的软硬件冗余安全启动与维护方法，其特征在于：主要包括样本存储区、Boot控制器、看门狗电路；样本存储区，包括3片独立的、存储内容一致的MRAM芯片；每个MRAM芯片均包括启动程序样本、样本校验码、启动暂存区、信息记录区四个分区；Boot控制器，采用FPGA，主要包括看门狗管理单元、样本管理单元；看门狗电路，在系统不能正常喂狗的情况下，输出周期脉冲提供给Boot控制器的看门狗管理单元，提供信号触发源；/n启动与维护方法包括以下步骤，/n步骤一、系统加电后，Boot控制器启动看门狗管理单元，进行喂狗操作，CPU系统处于复位状态；/n步骤二、Boot控制器从样本存储区的三个M...

【技术特征摘要】
1.一种基于MRAM实现的软硬件冗余安全启动与维护方法，其特征在于：主要包括样本存储区、Boot控制器、看门狗电路；样本存储区，包括3片独立的、存储内容一致的MRAM芯片；每个MRAM芯片均包括启动程序样本、样本校验码、启动暂存区、信息记录区四个分区；Boot控制器，采用FPGA，主要包括看门狗管理单元、样本管理单元；看门狗电路，在系统不能正常喂狗的情况下，输出周期脉冲提供给Boot控制器的看门狗管理单元，提供信号触发源；
启动与维护方法包括以下步骤，
步骤一、系统加电后，Boot控制器启动看门狗管理单元，进行喂狗操作，CPU系统处于复位状态；
步骤二、Boot控制器从样本存储区的三个MRAM芯片中读取启动程序样本Ni，三取二对比后，记录结果并填写错误信息，进行CRC校验计算；若校验正确，执行步骤三；若校验错误，读取启动程序样本Ni+1，重复本步骤；
步骤三、Boot控制器将CPU系统的启动首地址映射到第1片MRAM的启动暂存区中，释放CPU系统的复位信号，CPU接管喂狗权，执行引导程序；若引导成功，执行步骤四；若引导不成功，启动首地址映射到下一片MRAM的启动暂存区，若启动首地址映射到所有MRAM仍不成功，则跳...

【专利技术属性】
技术研发人员：于俊杰，栾晓娜，刘梅，焦胜利，吕岩，韩德崇，张鹏，许大伟，
申请(专利权)人：山东航天电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37