差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法技术

本公开提供一种差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法，包括：步骤S1：在地面将新配码与原配码进行异或处理，生成差异配码；步骤S2：将步骤S1所生成的差异配码通过地轨通信传输并存储在FPGA配置存储器或系统缓存区中；以及步骤S3：通过回读解码生成新配码，该新配码用于定向修改原配码中的差异部分，完成差异上注定向修改的FPGA在轨重构。该方法只对需要修改的单元进行擦写操作，需要擦写扇区个数大大减少，有效节约了在轨重构时间，降低存储器整体的磨损程度，提高了可靠性。

Implementation method of FPGA on orbit reconfiguration with difference destined to be modified

【技术实现步骤摘要】
差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法
本公开涉及卫星数据传输与处理
，尤其涉及一种差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法。
技术介绍
目前，随着对卫星技术的不断发展、用户技术指标的不断提高以及市场竞争的日益激烈，功能度集成和轻小型化已经成为星载电子设备的一个主流趋势。采用小型化技术能够使星载电子设备体积减小、重量减轻、功耗降低，提高航天器承载有效载荷的能力以及功效比。采用高功能集成的小型化器件，可以减小印制板的尺寸，减少焊盘数量。FPGA是星载数字电路小型化重要的实现方式。在星载FPGA应用系统中，当卫星装配完成，卫星发射之后，对FPGA进行重构变的十分困难，主要瓶颈在于FPGA配码数据量太大，而在轨信号传输的速度很慢，完成一次完整的FPGA配码的传输对于有些星载单机，理论上需要进行上百次在轨任务，在实际操作中缺乏可行性。为了解决上述问题，目前提出的解决办法有将原始数据进行压缩，如采用零游程算法等，可以将数据量缩小为原来的1/5-1/3，但是仍然需要在轨对存储器芯片进行整片擦除和重新写入的操作。公开内容(一)要解决的技术问题基于上述问题，本公开提供了一种差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法，以缓解现有技术中FPGA配码数据量太大，在轨信号传输的速度很慢、需要在轨对存储器芯片进行整片擦除和重新写入的操作等技术问题。(二)技术方案本公开提供一种差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法，包括：步骤S1：在地面将新配码与原配码进行异或处理，生成差异配码；步骤S2：将步骤S1所生成的差异配码通过地轨通信传输并存储在FPGA配置存储器或系统缓存区中；以及步骤S3：通过回读解码生成新配码，该新配码用于定向修改原配码中的差异部分，完成差异上注定向修改的FPGA在轨重构。在本公开实施例中，步骤S3，包括：子步骤S31：回读过程；子步骤S32：解码过程；以及子步骤S33：定向擦写过程。在本公开实施例中，所述差异配码格式为：地址加异或结果。在本公开实施例中，地址是指差异配码在FPGA配置存储器中所对应的完整地址或部分地址。在本公开实施例中，步骤S2包括：子步骤S21：如果传输带宽允许，差异配码可以全部存储在FPGA配置存储器中或缓存区，则可以采用通过一次传输方式。在本公开实施例中，步骤S2包括：子步骤S22：如果带宽不允许，FPGA配置存储器的内存空间受限，采用分次传输的方式，进行地址判断并对FPGA配置存储器分块定向擦写，将块内地址的差异配码上传，直至存储器块单元更新完成，进行下一块地址单元的差异上注。在本公开实施例中，采用一次传输方式时，将完整地址的差异配码上传到星载单机。在本公开实施例中，分次传输方式传输差异配码时，采用部分地址或完整地址。在本公开实施例中，解码时，将异或结果为1的bit位对应的原配码数据位取反，从而得到新配码。在本公开实施例中，块大小根据实际场景自行定义。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：(1)通过异或编码生成差异配码，使数据量大大减小，方便传输和存储；(2)只对需要修改的单元进行擦写操作，需要擦写扇区个数大大减少，相当于完整配码时地址空间的13.7％，有效节约了在轨重构时间。(3)只对需要对要修改的单元进行擦写操作，降低存储器整体的磨损程度，提高了可靠性。附图说明图1为本公开实施例差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法的流程示意图。图2为本公开实施例差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法的重构通路示意图。图3为本公开实施例差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法的逻辑架构示意图；其中图3(a)为采用一次传输方式时的逻辑架构示意图；图3(b)为采用分次传输方式时的逻辑架构示意图。具体实施方式本公开提供了一种差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法，其采用差异上注的方式，并通过定向修改的方式只对存储器中差异的部分进行修改。差异编码将在轨传输的配码数据缩小为原来的0.25％-1.8％，定向擦写相比完整的配码擦写，擦写地址空间缩短为原来的10％左右，缩短在轨重构时间。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。在本公开实施例中，提供一种差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法，结合图1至图3所示，所述差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法，包括：步骤S1：在地面将新配码与原配码进行异或处理，生成差异配码；在本公开实施例中，原配码为存储在星载FPGA配置存储器中的配码，是要擦写替换的配码。该方法主要是针对原配码和新配码中在数据量上完全相同，大部分数据相同，只有少部分字节数据有差别，通过异或处理，将异或结果不为0的byte记录，作为差异配码的一部分传给在轨卫星。如下表1所示，即为通过将原配码和新配码进行异或处理得到异或结果的方法原理：地址信息000102030405原配码003202314020新配码003102304020异或结果000300010000表格1由于所述差异配码格式为：地址+异或结果。则差异配码的另一部分是差异字节在存储器中所对应的地址，地址有两种格式，一种是完整地址，对于SPIFlash存储器，一般地址为3bytes即A[23∶0]。第二种是局部地址，对于SPIFlash存储器，可将块擦除地址范围作为局部地址范围。以最小擦除单元为4KB为例，局部地址为A[11∶0]。地址是指差异字节在存储器中所对应的完整地址或部分地址，该地址只需要在解码时能够正确映射到需要更新的配码位置即可。步骤S2：将步骤S1所生成的差异配码通过地轨通信传输并存储在FPGA配置存储器中或系统缓存区；步骤S2包括：子步骤S21：如果传输带宽允许，差异配码可以采用通过一次传输方式，全部上传到星载单机即将一个配置文件的全部差异结果上传到卫星后，再进行配置存储器原配码的擦写工作，在该种方式中，要求传输的差异配码中的地址格式为完整地址。则经上述异或处理后得到差异配码如下表2所示：全部差异地址24’h0124’h03差异配码0301表格2子步骤S22：如果传输带宽不允许，则可以采用分次传输的方式，即将单位块地址差异结果上传，完成单位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法，包括：/n步骤S1：在地面将新配码与原配码进行异或处理，生成差异配码；/n步骤S2：将步骤S1所生成的差异配码通过地轨通信传输并存储在FPGA配置存储器或系统缓存区中；以及/n步骤S3：通过回读解码生成新配码，该新配码用于定向修改原配码中的差异部分，完成差异上注定向修改的FPGA在轨重构。/n

【技术特征摘要】
1.一种差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法，包括：
步骤S1：在地面将新配码与原配码进行异或处理，生成差异配码；
步骤S2：将步骤S1所生成的差异配码通过地轨通信传输并存储在FPGA配置存储器或系统缓存区中；以及
步骤S3：通过回读解码生成新配码，该新配码用于定向修改原配码中的差异部分，完成差异上注定向修改的FPGA在轨重构。


2.根据权利要求1所述的差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法，步骤S3，包括：
子步骤S31：回读过程；
子步骤S32：解码过程；以及
子步骤S33：定向擦写过程。


3.根据权利要求1所述的差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法，所述差异配码格式为：地址加异或结果。


4.根据权利要求3所述的差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法，地址是指差异配码在FPGA配置存储器中所对应的完整地址或部分地址。


5.根据权利要求1所述的差异上注定向修改的FPGA在轨重构实现方法，步骤S2包括：
子步骤S21：如果传输带宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：呼红阳，谢元禄，张坤，霍长兴，刘璟，张君宇，毕津顺，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11