抗空间单粒子翻转的DSP二级启动系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供了一种抗空间单粒子翻转的DSP二级启动系统及其方法，该系统将三份相同的用户主程序固化至两片独立的外部NOR FLASH存储器中；将监控程序固化至外部PROM存储器中；根据FPGA内部在轨编程寄存器确定进入三取二加载主程序或者进入在轨编程状态；反熔丝FPGA接收RS422指令及上注程序；FPGA外挂SRAM作为上注程序缓存；FPGA接收在轨编程指令后监控程序进入在轨编程模式；FPGA接收FLASH切换指令后控制FLASH1与FLASH2的片选信号切换。本发明专利技术相比于现有的对整片FLASH或者DSP最小系统进行三模冗余的二级启动方法，一方面可以减少所占用的印制板面积、显著降低硬件成本，另一方面在一个FLASH芯片中存三份程序，使得用两个FLASH芯片可以得到更低的单粒子翻转失效率。

DSP two-stage start system and its method of anti space single particle turnover

【技术实现步骤摘要】
抗空间单粒子翻转的DSP二级启动系统及其方法
本专利技术涉及一种抗空间单粒子翻转的DSP二级启动系统及其方法。
技术介绍
在空间信号处理领域，DSP由于其强大的浮点运算能力、丰富的外设接口，广泛应用于图像处理、任务规划、雷达系统等产品中。NORFLASH是DSP应用系统中必不可少的基本配置，一般用来存放用户主程序。在空间环境应用过程中，常选用具备抗单粒子翻转指标的NORFLASH厂家器件，以降低DSP程序运行失效概率。但在空间辐射环境较恶劣的高轨，或者DSP执行的程序失效会给整个任务带来严重、灾难性影响的情况下，必须采取有效的抗单粒子翻转措施，在极端情况下，也需要通过地面上注程序，以确保DSP程序运行成功。星上NORFLASH抗辐射加固设计常使用三片FLASH或者三个DSP最小系统进行三模冗余的设计，但这样严重浪费硬件资源，成本成倍增加，并且三片FLASH需要同时处于工作状态，其工作寿命与未三模冗余之前一样，也不能通过上注程序进行在轨编程。本专利技术借鉴FLASH芯片三模冗余的思路，使用两片FLASH，每片FLASH芯片分别固化三份相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗空间单粒子翻转的DSP二级启动系统，其特征在于，包括：/nDSP芯片；/n与所述DSP芯片连接的、用于存放监控程序的PROM；/n分别与所述DSP芯片连接的、用于存放用户主程序的两片NOR FLASH，分别为FLASH1和FLASH2，FLASH1和FLASH2存放用户主程序，相互独立，互为备份，每片各固化三份相同的主程序；/n分别与所述FLASH1和FLASH2连接的、用于接收指令及上注程序的反熔丝FPGA；/n与所述DSP芯片连接的、用于缓存上注程序的SRAM。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗空间单粒子翻转的DSP二级启动系统，其特征在于，包括：
DSP芯片；
与所述DSP芯片连接的、用于存放监控程序的PROM；
分别与所述DSP芯片连接的、用于存放用户主程序的两片NORFLASH，分别为FLASH1和FLASH2，FLASH1和FLASH2存放用户主程序，相互独立，互为备份，每片各固化三份相同的主程序；
分别与所述FLASH1和FLASH2连接的、用于接收指令及上注程序的反熔丝FPGA；
与所述DSP芯片连接的、用于缓存上注程序的SRAM。


2.如权利要求1所述的抗空间单粒子翻转的DSP二级启动系统，其特征在于，所述DSP芯片访问的FLASH1和FLASH2的地址空间为32个扇区，每个扇区可以存放64KB程序，用户主程序不超过640KB，则第一份主程序从扇区0～扇区9顺序固化，第二份主程序从扇区10～扇区19顺序固化，第三份主程序从扇区20～扇区29顺序固化。


3.如权利要求1所述的抗空间单粒子翻转的DSP二级启动系统，其特征在于，所述监控程序每1s读取反熔丝FPGA内部设置的16位在轨编程寄存器PROG_REG，若为F3F4H，则进入在轨编程状态，若为0000H，则进入三取二加载主程序。


4.如权利要求3所述的抗空间单粒子翻转的DSP二级启动系统，其特征在于，所述监控程序进入三取二加载主程序的过程为，按顺序分别从扇区0、扇区10、扇区20开始读取相同偏移地址的程序代码，每次读取16位，并按位进行三取二操作后加载至DSP芯片中。


5.一种抗空间单粒子翻转的DSP二级启动方法，其特征在于，采用上述抗空间单粒子翻转的DSP二级启动系统，所述方法包括：
上电后启动监控程序，初始化DSP芯片，然后根据读取FPGA内部的在轨编程寄存器确定进入三取二加载主程序或者进入在轨编程状态；
反熔丝FPGA通过异步RS422接口接收在轨编程指令、上注程序、FLASH切换指令；
反熔丝FPGA外挂SRAM作为上注程序缓存，接收完上注程序后向所述DSP芯片发送中断；
反熔丝FPGA收到在轨编程指令及上注程序后将内部寄存器PROG_REG置十六进制F3F4H，监控程序读取后进入在轨编程状态；
反熔丝FPGA收到FLASH切换指令后，将所述DSP芯片的CE2片选信号重新与FLASH1的片选CE2_0或者FLASH2的片选CE2_1连接，仅当在轨编程状态下CE2同时连接CE2_0与CE2_1。


6.如权利要求5所述的抗空间单粒子翻转的DSP二级启动方法，其特征在于，反熔丝FPGA收到FLASH切换指令后，将所述DSP芯片的CE2片选信号重新与FLASH1的片选CE2_0或者FLASH2的片选CE2_1连接，仅当在轨编程状态下CE2同时连接CE2_0与CE2_1，包括：
通过反熔丝FPGA接收FLASH切换指令，若当前状态为CE2_0连接CE2，则切换至CE2_1连接CE2，且CE2_0置为高电平；若当前状态为CE2_1连接CE2，则切换至CE2_0连接CE2，且CE2_1置为高电平。


7.一种抗空间单粒子翻转的DSP二级启动方法，其特征在于，采用上述抗空间单粒子翻转的DSP二级启动系统，所述方法包括：
①将三份相同的用户主程序分别固化至两片外部NORFLASH存储器中，DSP芯片访问的FLASH...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凌云，汪洋，朱浩文，袁杰，黎泽清，潘强，
申请(专利权)人：上海航天测控通信研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31