本发明专利技术公开了一种星载路由管控系统的在轨重构方法及系统，该方法首先对硬件进行加电或复位，当通信正常时进入软件上注控制流程。由星务机向管控系统发送软件上注指令，管控系统按照既定协议对软件上注指令进行解析和判断，根据上注数据流类型为FPGA或CPU，执行不同的在轨重构过程。在重构过程中，目标插件会及时判断指令并返还应答，从而有效提高数据传输的可靠性，及时解决数据异常问题。还提供了一种基于该方法的重构系统。本发明专利技术可实现星载路由管控在轨重构功能，修复星载在轨故障以及缓解空间单粒子效应。解空间单粒子效应。解空间单粒子效应。
【技术实现步骤摘要】
一种星载路由管控系统的在轨重构方法及系统
[0001]本专利技术属于在轨重构
，具体涉及一种星载路由管控系统的在轨重构方法及系统。
技术介绍
[0002]随着卫星通信、卫星对地观测、全球卫星导航定位等天基应用系统的发展，航天系统的功能越来越复杂，也随之对系统在轨重构、在轨维护提出了更高的要求。
[0003]星载在轨服务期间，如果需要进行故障修复或者功能更新升级时，一般是以应用软件上注的方式实现在轨重构。对比文件1(CN202110662031.3)公开了一种基于FPGA的宇航电子系统在轨重构方法及系统，系统包括基于反熔丝FPGA的主控通信协议解析模块、刷新芯片协议转换和控制模块、CPU路由软件和加载控制模块、遥测采集与组帧模块、CPU软件运行监测模块、通信模块等。以及FPGA外部的SRAM型FPGA刷新芯片、FLASH存储器等。基于该系统的重构方法能够同步对软件和FPGA进行更新，从而灵活定义卫星或电子组件的功能或性能，但该方法没有对传输数据进行验证，因此在数据可靠性方面稍显不足。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种星载路由管控系统的在轨重构方法及系统，用于提高星载传输数据的可靠性，以及星载工作的稳定性。
[0005]一种星载路由管控系统的在轨重构方法，具体包括以下步骤：
[0006]步骤一、硬件加电或复位，管控系统自检判断各个通路通信状态。若存在通信异常，则重新加电或复位；若通信正常，进入步骤二。
[0007]步骤二、管控系统进行软件上注控制流程，由星务机向管控系统发送软件上注指令，管控系统按照既定协议对软件上注指令进行解析和判断，识别上注数据流类型及上注目标。若上注数据类型为FPGA，则执行步骤三；若上注数据类型为CPU，则执行步骤四。所述上注目标包括主控插件、用户插件、馈电插件和路由交换插件，其中主控插件的上注数据类型为FPGA。
[0008]步骤三、根据解析后的软件上注指令，生成对应的目标指令，发送到目标插件，具体步骤如下：
[0009]s3.1、管控系统对目标插件关闭刷新；
[0010]s3.2、管控系统对目标插件的FLASH进行擦除，返回遥测数据；
[0011]s3.3、管控系统对目标插件的FLASH进行烧写数据，返回遥测数据；
[0012]s3.4、若目标插件为主控插件，则执行s3.5；否则执行s3.8；
[0013]s3.5、管控系统对目标插件进行复位；
[0014]s3.6、管控系统更新目标插件的FLASH存储码流起始地址；
[0015]s3.7、管控系统更新目标插件的FLASH存储码流结束地址，执行s3.9；
[0016]s3.8、管控系统向目标插件发送烧写结束标志指令，执行s3.9；
[0017]s3.9、管控系统对目标插件进行回读校验，返回遥测数据；
[0018]s3.10、若目标插件为主控插件，执行s3.11；否则执行s3.12；
[0019]s3.11、管控系统对目标插件进行主/备FLASH选择；
[0020]s3.12、管控系统对目标插件进行FPGA重加载；
[0021]s3.13、若重加载成功，则启动定时刷新，在轨重构完成；若重载失败，则返回遥测数据。
[0022]步骤四、根据解析后的软件上注指令，生成对应的目标指令，发送给目标插件；具体步骤如下：
[0023]s4.1、管控系统对目标插件的FLASH进行擦除，返回遥测数据；
[0024]s4.2、管控系统对目标插件的FLASH进行烧写数据，返回遥测数据；
[0025]s4.3、管控系统向目标插件发送烧写结束标志指令；
[0026]s4.4、管控系统对目标插件进行回读校验；
[0027]s4.5、管控系统对目标插件进行CPU重加载；
[0028]s4.6、若重加载成功，则在轨重构完成；若重载失败，则返回遥测数据。
[0029]一种星载路由管控系统的在轨重构系统，用于实现上述在轨重构方法，包括时钟管理模块、全局复位模块、软件上注接收与分发模块、输入锁存模块、RS422接收与发送模块、主控FPGA在轨重构模块、遥测管理模块以及加电控制与自检模块。
[0030]所述时钟管理模块用于生成主控FPGA工作的主时钟以及主时钟的复位信号。
[0031]所述全局复位模块用于接收软复位指令、OC指令和看门狗WDO，产生全局复位信号。
[0032]所述软件上注模块用于接收星务机发送的软件复位指令和软件上注指令，进行解析后，生成对应的目标指令并发送到目标插件。
[0033]作为优选，软件上注模块接收的指令包括重构数据准备指令、烧写数据指令、重构数据结束指令和重加载指令。
[0034]所述输入锁存模块对全局复位信号进行异步复位同步释放处理后，产生FPGA内部使用的全局复位信号；对异步输入信号进行同步化处理。
[0035]所述RS422接收与发送模块用于传输各模块间的指令数据和应答数据。
[0036]所述主控FPGA在轨重构模块为UART接口，用于实现主控插件FPGA与刷新芯片之间的串行通信。主控插件FPGA通过主控FPGA在轨重构模块向刷新芯片发送指令，完成在轨重构过程；刷新芯片通过主控FPGA在轨重构模块向主控插件FPGA返回遥测数据，以监测刷新芯片的工作状态。
[0037]所述遥测管理模块用于接收星务机的慢传/快传遥测请求，将其解析后发送到目标插件。
[0038]所述加电控制与自检模块用于接收星务机的加电控制信号、开关选择控制信号和自检指令，并发送到目标插件。
[0039]本专利技术具有以下有益效果：
[0040]本申请的通信协议方式，在收到除遥测指令外的其他指令后会立即返回应答，若指令正确则返回收到指令应答，若指令异常会则返回异常应答，并附带异常类型数据帧，从而有效提高数据传输的可靠性，及时解决数据异常问题。
[0041]本申请的遥测方式分别为快传和慢传，其中快传遥测只针对单个目标插件，慢传遥测则针对所有插件采集遥测数据，可以灵活运用，有效监测内部工作状态，从而提高卫星工作的安全性。
[0042]本申请在对数据烧写指令和慢传遥测指令这样的大数据传输，采用定时的方式，保证数据有效传输，避免出现断点。
附图说明
[0043]图1为实施例中在轨重构系统框图；
[0044]图2为在轨重构系统流程图；
[0045]图3为FPGA上注流程图；
[0046]图4为CPU上注流程图。
具体实施方式
[0047]以下结合附图对本专利技术作进一步的解释说明；
[0048]如图1所示，一种星载路由管控系统的在轨重构系统，包括时钟管理模块、全局复位模块、软件上注接收与分发模块、输入锁存模块、RS422接收与发送模块、主控FPGA在轨重构模块、遥测管理模块以及加电控制与自检模块。
[0049]所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种星载路由管控系统的在轨重构方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：步骤一、硬件加电或全局复位，管控系统自检判断各个通路通信状态；若存在通信异常，则重新加电或复位；若通信正常，进入步骤二；步骤二、管控系统进行软件上注控制流程，由星务机向管控系统发送软件上注指令，管控系统按照既定协议对软件上注指令进行解析和判断，识别上注数据流类型及上注目标；若上注数据类型为FPGA，则执行步骤三；若上注数据类型为CPU，则执行步骤四；所述上注目标包括主控插件、用户插件、馈电插件和路由交换插件，其中主控插件的上注数据类型为FPGA；步骤三、根据解析后的软件上注指令，生成对应的目标指令，发送到目标插件，具体步骤如下：s3.1、管控系统对目标插件关闭刷新；s3.2、管控系统对目标插件的FLASH进行擦除，返回遥测数据；s3.3、管控系统对目标插件的FLASH进行烧写数据，返回遥测数据；s3.4、若目标插件为主控插件，则执行s3.5；否则执行s3.8；s3.5、管控系统对目标插件进行复位；s3.6、管控系统更新目标插件的FLASH存储码流起始地址；s3.7、管控系统更新目标插件的FLASH存储码流结束地址，执行s3.9；s3.8、管控系统向目标插件发送烧写结束标志指令，执行s3.9；s3.9、管控系统对目标插件进行回读校验，返回遥测数据；s3.10、若目标插件为主控插件，执行s3.11；否则执行s3.12；s3.11、管控系统对目标插件进行主/备FLASH选择；s3.12、管控系统对目标插件进行FPGA重加载；s3.13、若重加载成功，则启动定时刷新，在轨重构完成；若重载失败，则返回遥测数据；步骤四、根据解析后的软件上注指令，生成对应的目标指令，发送给目标插件；具体步骤如下：s4.1、管控系统对目标插件的FLASH进行擦除，返回遥测数据；s4.2、管控系统对目标插件的FLASH进行烧写数据，返回遥测数据；s4.3、管控系统向目标插件发送烧写结束标志指令；s4.4、管控系统对目标插件进行回读校验；s4.5、管控系统对目标插件进行CPU重加载；s4.6、若重加载成功，则在轨重构完成；若重载失败，则返回遥测数据。2.一种星载路由管控系统的在轨重构系统，其特征在于：用于实现如权利要求1所述的在轨重构方法；系统包括时钟管理模块、全局复位模块、软件上注接收与分发模块、输入锁存模块、RS422接收与发送模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋龙，徐欣，韦博，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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