星载计算机硬件扫描错误恢复方法技术

星载计算机硬件扫描错误恢复方法：（１）纠检错模块读取外部存储器中的数据进行纠错，并将纠错后的数据发至处理器内总线上，等待与处理器总线连接的计算处理单元ＣＰＵ的命令；（２）ＣＰＵ设定硬件扫描错误恢复模块的扫描区域、扫描速率、使能功能，启动硬件扫描错误恢复模块；（３）由硬件扫描错误恢复模块按照ＣＰＵ确定的扫描区域、扫描速率，将位于处理器内部总线上纠错后的数据再经过纠检错模块写回至外部储存器，实现错误恢复功能。本发明专利技术提高了卫星星载计算机的容错性和可靠性，降低了卫星在轨运行的风险，解决了卫星在轨时系统出现存储器故障时，通过硬件自动扫描，实时错误恢复的手段实现卫星在轨存储器自动修复的实际问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种星载计算机扫描错误恢复方法，特别是一种星载计算机硬 件扫描错误恢复方法。
技术介绍
目前，国内外许多卫星在星载计算机上实现了纠检错功能，例如我国的小卫星系列的星务主机，"计算机工程与科学"2002年第24巻第2期的《TS-1.1 小卫星星务计算机RAM纠检错电路的设计与实现其实现的方法》，其采用了专 用具有EDAC功能的芯片，外加緩存，和EDAC控制器组成，如图1所示。 该设计方法使得系统较为复杂，同时在实现过程中需要计算机参与较为频繁， 计算机时间紧张。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种星载计算机硬 件扫描错误恢复方法，该方法降低了计算机参与的频率，提高了星载计算机的 利用效率。本专利技术的技术解决方案星载计算才/U更件扫描错误恢复方法，其特点在于 在星载计算机处理器的内部总线与外部存储器数据总线之间加有纠检错模块， 硬件扫描错误恢复模块直接挂在处理器内总线上，实现如下(1 )计算处理单元CPU发起读取外部存储器的命令，纠检错模块根据CPU 的命令读取所述的外部存储器中的数据并纠检错，然后将纠检错后的数据发至处理器内总线上；(2) 由计算处理单元CPU根据需要设定硬件扫描错误恢复模块的扫描区 域、扫描速率、使能，启动硬件扫描错误恢复模块；(3) 如果CPU已经启动了硬件扫描错误恢复模块，则硬件扫描错误恢复 模块根据处理器内总线的状态进行错误故障恢复扫描处理；(4)由硬件扫描错误恢复模块按照计算处理单元CPU设定的扫描区域、 扫描速率，根据处理器内总线的状态将位于处理器内总线上纠错后的数据再经 过纠检错模块写回至外部储存器，实现错误恢复功能。所述的硬件扫描错误恢复模块的功能通过硬件描述语言固化到处理器内 部，根据内总线的状态采用状态机实现，分为如下几个状态a. 空闲状态，当计算处理单元CPU的控制已启动，硬件扫描错误恢复模 块从空闲状态切换到下一个状态，即总线请求状态；b. 总线请求状态，请求处理器内总线的控制权，当硬件扫描错误恢复模块 获得控制权，从总线请求状态切换到下一个状态，即凄t据读取控制状态；c. 数据读取控制状态，硬件扫描错误恢复模块通过处理器内总线送出地址 信号和控制信号给纠4企错模块，读取控制状态切换到下一个状态，即数据读等 待状态；d. 数据读等待状态，等待外部存储器的数据，即纠检错模块将纠抬，错后的 外部储存器的数据发送至处理器内总线上，当硬件扫描错误恢复模获得外部存 储器的数据，数据读等待状态切换到下一个状态，即数据写等待状态；e. 数据写等待状态，等待写才喿作完成，即当硬件扫描错误恢复模块将获得 外部存储器的数据通过纠检错模块写回至外部存储器，从而写操作完成时，数 据写等待状态切换到下一个状态，即空闲状态；如此循环，硬件扫描错误恢复模块即完成将位于处理器内总线上纠错后的 数据写回至外部储存器。本专利技术与现有技术相比的优点在于(1 )本专利技术通过采用纠检错模块、硬件扫描错误恢复模块，实现了对星载 计算机外围存储器进行错误恢复，且扫描错误恢复是在星载计算机空闲时期进 行扫描的，降低了计算机参与的频率，提高了星载计算机利用效率。(2)本专利技术中的星载计算机只需配置好扫描区域和扫描频率，大大简化了 实现任务，且星载计算机硬件扫描错误恢复功能通过硬件语言固化到芯片内部，系统组成筒单，减少了硬件人工参与电路图设计和调试，提高了星载计算机的 可靠性和安全性，解决了卫星在轨时系统出现存储器故障时，通过硬件自动扫 描，实时错误恢复的手段实现卫星在轨存储器自动修复的实际问题。 附图说明图1为传统计算机EDAC纠检错电路原理图； 图2为本专利技术的星栽计算机硬件扫描纠错原理图； 图3为本专利技术的纠4企错原理框图4为本专利技术的星载计算机硬件扫描错误恢复模块状态机的状态转换图； 图5为本专利技术的整个系统工作流程图。 具体实施例方式如图2所示，星载计算机处理器计算处理单元是整个星载计算机的核心部 件，负责指令的读取及分析调度等工作，其由五大部件组成取指令部件、指 令译码部件、执行部件、存储器访问部件、数据写回部件。与五大部件相对应的为5级流水结构，它们是指令读取、指令译码、指令执行、指令存储以及指 令回写等五级流水，该星载计算机处理器的计算处理单元通过处理器内总线与 外部存储模块、纠检错模块和硬件扫描错误恢复模块连接，通过内总线获取和 控制各功能部件。由于本专利技术的重点不在于星栽计算机结构本身，所以星栽计 算机本身的功能和结构是本领域公知技术，为了进一步阐述本专利技术在此之前进 行了一下简单的介绍。本专利技术的重点是将硬件扫描错误恢复模块、纠检错模块和星载计算计的计 算处理单元CPU通过处理器内总线进行连接，其中外部存储器通过数据总线 和纠检错模块连接，纠检错模块连接再通过地址总线挂在处理器内总线上，硬 件扫描错误恢复模块直接桂在处理器内部总线上，硬件扫描错误恢复模块扫描 时处理器内部总线数据的传输为锁定传输，保证其他总线设备不会在硬件扫描 错误恢复模扫描存储器的某一个数据单元时，修改数据，造成数据错误。处理 器内总线采用AMBA总线或WISHBONE总线，计算处理单元CPU采用x86 系列、或SPARC系列、或8031系列、或8051系列微处理器。如图3所示，纠检错模块的功能通过硬件描述语言固化到处理器内部。纠 检错模块通过外部配置，根据总线宽度选择可进行8位、或16位、或32位、 或64位存储器的纠枱r错逻辑，可以通过多选一开关实现。在星载计算机开始运行时，就设置好总线宽度8位，或16位、或32位、 或64位，然后根据该设置宽度，对应的总线宽度纠检错模块逻辑开始工作， 该8位、或16位、或32位、或64位纠枱r4晉逻辑采用hamming算法，实现纠 正1位数据，检测2位数据。下面以16位的CPU数据总线为例说明hamming算法，对于8位、32位 和64位的纠检错逻辑采用hamming算法与16位的相似。假定信息源的位数为16,要构造一种能够纠正一位错误，检查两位错误的 编码方式。根据"纠错定理"，需要设计最小汉明距离>4的码组。可以采用线形 分组码，利用线性分组码的概念可以构造六位监督码，它们由如下线性关系产 生广C0 = d0 《 & & ia e <af10 is 13 q ■= do '(!! 2 @ d 3 d 5 《 ^: 4 d14 C2 = < ra 2 <af4 45 < d 9 t3 12 (3 15C+ = c 3 d4 ^ @ ra 6 fl 7 d13 d14 4 、C5 = iaf8 tj 9 <^。 cf12 d13 a 14 其中，d0~d15为16位数据(15为最高位MSB, 0为最低位LSB)， C0 C5 为产生的六位监督码，表示进行异或运算。在数据读出时，只需要考察伴随式 S=,其中广別=C*0 d 0 ^ <a 3 < de a 9 d10 af13 51 = q d。 d2 d3 <i5 心 ^ €> <a u d本文档来自技高网...

【技术保护点】
星载计算机硬件扫描错误恢复方法，其特征在于：在星载计算机处理器的内总线与外部存储器数据总线之间加有纠检错模块，硬件扫描错误恢复模块直接挂在处理器内总线上，实现如下：　（１）计算处理单元ＣＰＵ发起读取外部存储器的命令，纠检错模块根据ＣＰＵ的命令读取所述的外部存储器中的数据并纠检错，然后将纠检错后的数据发至处理器内总线上；　（２）由计算处理单元ＣＰＵ根据需要设定硬件扫描错误恢复模块的扫描区域、扫描速率、使能，启动硬件扫描错误恢复模块；　（３）如果ＣＰＵ已经启动了硬件扫描错误恢复模块，则硬件扫描错误恢复模块根据处理器内总线的状态进行错误故障恢复扫描处理；　（４）由硬件扫描错误恢复模块按照计算处理单元ＣＰＵ设定的扫描区域、扫描速率，根据处理器内总线的状态将位于处理器内总线上纠错后的数据再经过纠检错模块写回至外部存储器，实现错误恢复功能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施思寒，李孝同，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]