【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信息，具体涉及一种基于存储数据自适应校验的高鲁棒性fpga存储与读取方法。
技术介绍
1、随着信息技术的发展，信息采集和存储技术在导航、遥测等领域中的运用逐渐广泛。fpga凭借其集成度高、处理速度快、编程灵活等特点在相关领域中发挥着重要的作用，常与eeprom或flash等存储器件相结合，组成fpga+存储器件的系统架构完成遥测设备等的信息采集和存储工作，由存储器件进行采集信息的存储，由fpga进行信息的传输与处理。
2、然而在空间环境中，由于辐射等缘故，fpga对外部存储器件的存储与读取过程常面临着单粒子翻转(seu)等问题，对遥测设备的工作可靠性和安全性带来隐患。
3、2021年9期《科技创新与运用》中48页至53页由严建生、杨柳青发表的《卫星用spam型fpga抗单粒子翻转可靠性设计研究》中，从硬件和软件两个方面分析了工程中常用的抗辐照可靠性设计。其中，硬件方面常采用选用抗seu器件、整体屏蔽、器件加固、应用纠错电路edac和硬件冗余等设计；软件方面常采用重配置fpga、配置刷新、三模冗余动态局部重构、纠错编码抗seu设计等方法，这些方法均为常见的抗辐照方法。
4、然而在实际情况中，遥测设备等在不同工作情况下需存储的信息数据内容和数据量等均有不同，没有针对fpga对外部存储器件的存储与读取过程进行合理的、可自适应的抗辐照处理的方法。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术要解决的技术问题是如何提供
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种基于存储数据自适应校验高鲁棒性fpga存储与读取方法，该方法包括如下步骤：
5、步骤1、fpga针对外部存储器件进行数据存储或读取时，若需进行数据存储则转到步骤2；若需进行数据读取，则转到步骤9；
6、步骤2、fpga需对外部存储器件进行数据存储时，首先针对当前待存储的数据量k和外部存储空间大小m选取可靠性权重因子δ，当前待存储的数据量k和外部存储空间大小m的单位为bit，设置k和m的位宽均为256bit,且k和m的大小满足条件m≥k+8,权重因子δ的位宽为8bit，权重因子δ代表了当前数据可执行的可靠性设计，
7、若δ＝00000001，当前存储空间有足够的余量，fpga将待存储数据进行汉明码校验后将其插入到有效数据中，再进行数据存储，转到步骤3；
8、若δ＝00000010，当前存储空间的余量不足以进行汉明码校验，fpga将待存储数据进行奇校验后将其插入到有效数据中，再进行数据存储，转到步骤5；
9、若δ＝00000100，当前存储空间仅够存储有效数据，fpga将待存储数据直接存储到外部存储空间中，转到步骤8；
10、步骤3、当δ＝00000001时，fpga需采用汉明码对待存储数据进行校验，fpga将外部存储空间中的前520bit空间预留出来，用于存储当前存储数据的权重因子δ、当前存储有效数据的大小k,及外部存储空间的大小m，转到步骤4；
11、步骤4、fpga确定存储数据采用汉明码校验后，按照常规汉明码校验方式，对存储数据进行校验，并将校验完成后的数据从外部存储空间中第66个字节开始写入；
12、步骤5、当δ＝00000010时，fpga需采用奇校验对待存储数据进行校验，fpga需将所有的待存储数据分为n份，每份数据有x位有效数据位，设置x的位宽为256bit,且x满足：k+x＞n×x≥k，fpga每x位有效数据计算出1位奇校验位，并将其插在x位有效数据之后；
13、fpga需先根据当前待存储有效数据的大小k和外部存储空间的大小m对奇校验的有效信息位x进行选取，x的选取原则为：
14、
15、m-520＞k＞m-520-log2(m-519)，
16、确定好x的数值后，转到步骤6；
17、步骤6、fpga将外部存储空间中的前520bit空间预留出来，用于存储当前存储数据的权重因子δ、奇校验的有效信息位x,及当前存储有效数据的大小k，转到步骤7；
18、步骤7、fpga确定存储数据采用奇校验后，依次对x位有效信息进行奇数校验，将校验码插入x位有效信息之后，将所有存储数据全部校验完成后，将其按校验后的顺序从外部存储空间中第66个字节开始写入；
19、步骤8、当δ＝00000100时，存储数据不需进行校验，fpga将外部存储空间中的第1个字节空间预留出来，用于存储当前存储数据的权重因子δ，再将待存储的原始数据直接从外部存储空间中第2个字节开始写入；
20、步骤9、fpga需进行对外部存储空间进行数据读取时，先将存储空间中第一个字节位置处的权重因子δ读取出来，根据δ选择合适的读取方式：
21、若δ＝00000001，代表当前存储的数据采用的是汉明码校验方式，转到步骤10；
22、若δ＝00000010，代表当前存储的数据采用的是奇校验方式，转到步骤12；
23、若δ＝00000100，代表当前存储的数据没有采用校验，转到步骤14；
24、步骤10、fpga读取出δ＝00000001，即fpga读取的数据是经过汉明码编码校验的，fpga需从存储空间的第2字节～第65字节处将当前存储有效数据的大小k和外部存储空间的大小m读取出来，转到步骤11；
25、步骤11、fpga需根据当前存储有效数据的大小k和外部存储空间的大小m，对读取数据进行汉明码校验，若校验读取数据正常，fpga直接将去除校验码后的数据作为有效数据进行处理和使用；若校验读取数据有1bit错误，fpga直接将其纠正,再将纠正后的数据作为有效数据进行处理和使用；若校验读取数据有多bit错误，fpga产生一个标志位,表示当前读取出的数据有误，不能当做有效数据进行处理和使用，直接丢弃；
26、步骤12、fpga读取出δ＝00000010，即fpga读取的数据是经过奇校验的，fpga需从存储空间的第2字节～第65字节处将奇校验的有效信息位x,及当前存储有效数据的大小k读取出来，转到步骤13；
27、步骤13、fpga需根据当前奇校验的有效信息位x,及当前存储有效数据的大小k对读取数据进行奇校验，若校验读取数据正常，fpga直接将去除校验码后的数据作为有效数据进行处理和使用；若校验读取数据有错误，fpga产生一个标志位,表示当前读取出的数据有误，不能当做有效数据进行处理和使用，直接丢弃；
28、步骤14、fpga读取出δ＝00000100，即fpga读取的数据是未经过校验的，fpga从存储空间的第2字节开始，直接将存储数据读取出来，作为有效数据进行处理和使用。
29、进一步地，步骤本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于存储数据自适应校验高鲁棒性FPGA存储与读取方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于存储数据自适应校验高鲁棒性FPGA存储与读取方法，其特征在于，步骤2中，所述权重因子δ选取方式为：
3.如权利要求1所述的一种基于存储数据自适应校验高鲁棒性FPGA存储与读取方法，其特征在于，步骤3中，外部存储空间中的第1字节位置用于存储当前存储数据的权重因子δ，第2字节～第33字节用于存储当前存储有效数据的大小k，第34字节～第65字节用于存储外部存储空间的大小m，其余位置用于存储经汉明码校验后的存储数据。
4.如权利要求1所述的一种基于存储数据自适应校验高鲁棒性FPGA存储与读取方法，其特征在于，步骤6中，外部存储空间中的第1字节位置用于存储当前存储数据的权重因子δ，第2字节～第33字节用于存储奇校验的有效信息位x，第34字节～第65字节用于存储当前存储有效数据的大小k，其余位置用于存储经奇校验后的存储数据。
【技术特征摘要】
1.一种基于存储数据自适应校验高鲁棒性fpga存储与读取方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于存储数据自适应校验高鲁棒性fpga存储与读取方法，其特征在于，步骤2中，所述权重因子δ选取方式为：
3.如权利要求1所述的一种基于存储数据自适应校验高鲁棒性fpga存储与读取方法，其特征在于，步骤3中，外部存储空间中的第1字节位置用于存储当前存储数据的权重因子δ，第2字节～第33字节用于存储当前...
【专利技术属性】
技术研发人员：李瑶，樊周华，张浩，苏旭，聂震，
申请(专利权)人：北京计算机技术及应用研究所，
类型：发明
国别省市：
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