CN107145507A - 一种面向NandFLASH的多相机多图像并行处理的图像文件系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种面向NandFLASH的多相机多图像并行处理的图像文件系统。使用本发明能够克服现有文件系统中，数据组织结构过于复杂，掉电需要重新建立文件系统节点信息、文件信息处理导致写入速度慢的不足，利用图像文件大小固定的特点，建立了以大尺寸节点与时间戳组合列表的文件系统，解决在航天器图像存储系统设计中多分区并行存储访问的难题。

Description

一种面向NandFLASH的多相机多图像并行处理的图像文件 系统
技术领域
本发明涉及航天电子技术领域，具体涉及一种面向NandFLASH的多相机多图像并行处理的图像文件系统。
背景技术
在航天器设计中，如深空探测器或火星车或月球车等着陆巡视器中，均带有多个多种类的相机，这些相机采集的图像数据需要先存储，再传输到地面。而为了支持多个相机、多类图像数据、多个时间标签图像的随机访问，就需要一种能够支持多种类图像，多分区存储独立相机数据、并且支持并行读写的文件系统。
然而，JFFS、YAFFS闪存文件系统等地面计算机系统中使用的文件系统，数据结构设计复杂，并且由于数据结构复杂度高，需要大量的CPU计算资源开销，占用大量的内存来建立文件系统节点树；此外，在星载计算机系统中，由于CPU内存及IO接口速度的很低，无法达到NandFlash的最大读写速率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种面向NandFLASH的多相机多图像并行处理的图像文件系统，能够实现多个相机的多幅图像文件的并行处理。
一种面向NandFLASH的多相机多图像并行处理的图像文件系统，包括：包括DSP图像访问模块、MRAM控制器、FLASH访问控制模块、MRAM芯片、图像节点信息初始化模块、n个图像接收创建写入模块和n个FLASH芯片；n个图像接收创建写入模块分别与n个相机连接；n的个数根据设计需求确定；
所述图像节点信息初始化模块，用于在图像接收创建写入模块接收由相机发送的创建图像指令和图像数据之前，发送读取坏块指令至MRAM控制器，进而实现分区初始化；还用于在接收到坏块信息后，建立图像存储节点的首地址信息表，并连同图像清零指令一同发送至MRAM控制器；
所述每个图像接收创建写入模块，在分区初始化完成之后，用于在接收各自所连的相机发送的创建图像指令和图像数据后，发送查看首地址指令至MRAM控制器；还用于接收由MRAM控制器发来的存储首地址信息，并根据接收到的图像数据，创建图像文件，创建的图像文件每达到1页，则将图像文件与当前页地址信息一并传输给FLASH访问控制模块一次，同时，页地址信息加1；其中，当初次创建图像文件时，其页地址信息为所述的存储首地址信息；
所述MRAM控制器，用于在接收到图像节点信息初始化模块发送的读取坏块指令后，读取MRAM芯片中预存的坏块信息，并将结果发送给图像节点信息初始化模块；还用于在接收到图像节点信息初始化模块发送的图像清零指令和首地址信息表后，控制MRAM芯片中所存储的图像清零并将首地址信息表存储至MRAM芯片中；还用于根据接收到的查看首地址指令的先后顺序，依次查询MRAM芯片中已存储的图像个数m，并根据图像个数m，确定图像的存储首地址信息，并发送至对应的图像接收创建写入模块；还用于在接收到DSP图像访问模块发送的读取指令后，根据查询图像的图像信息，读取MRAM芯片中所要查询图像的首地址信息，并将该首地址信息反馈至DSP图像访问模块；
所述MRAM芯片，用于预存储坏块信息，并当MRAM控制器进行读取时，将坏块信息发送给MRAM控制器；还用于在MRAM控制器的控制下，清除当前存储图像个数M，并存储由MRAM控制器发送的首地址信息表；还用于当MRAM控制器每读取一次图像个数m时，m个数自加1；还用于MRAM控制器读取查询图像的首地址信息时，将首地址信息反馈MRAM控制器；
所述FLASH访问控制模块，用于在接收到图像接收创建写入模块发送的图像文件和页地址信息后，根据页地址信息，将图像文件发送并写入对应的FLASH芯片；还用于根据DSP图像访问模块发送的首地址信息，读取FLASH芯片中存储的图像文件，并发送至DSP图像访问模块；还用于在接收到DSP图像访问模块发送的擦除指令后，通过MRAM控制器，将FLASH芯片中除坏块信息以外的所有信息擦除；
所述FLASH芯片，用于将来自FLASH访问控制模块发送的图像文件写入FLASH芯片；
所述DSP图像访问模块，用于根据需要查询的图像信息，向MRAM控制器发送查询首地址信息的读取指令；用于在接收到MRAM控制器发送的首地址信息后，通过FLASH访问控制模块读取FLASH芯片中存储的图像文件；还用于控制FLASH访问控制模块对FLASH芯片中存储的数据进行擦除。
较佳的，所述MRAM控制的存储方式采用循环存储方式，具体为：
将32位数据在写入MRAM控制器时，共存储3次；第一次将32位数据正常存储，第二次将32位数据向右循环移动8位后存储；第三次在第二次的基础上，再将这32位数据向右循环8位后存储。
较佳的，n＝6。
较佳的，所述每个图像接收创建写入模块，包括缓存模块、处理模块、请求创建写入模块和自维护地址模块；
其中，所述处理模块，用于接收各自所连的相机发送的创建图像指令和图像数据，并将创建图像指令发送至请求创建写入模块；将图像数据发送至缓存模块；
所述请求创建写入模块在接收到创建图像指令后，发送查看首地址指令至MRAM控制器；还用于接收由MRAM控制器发来的存储首地址信息，并发送至自维护块地址模块；
所述缓存模块，用于接收图像数据，并将图像数据发送至自维护块地址模块；
所述自维护地址模块，用于接收来自请求创建写入模块发来的首地址信息和由缓存模块发送的图像数据，并进行图像文件的创建以及生成页地址信息，将生成的页地址信息以及创建的图像文件发送给FLASH访问控制模块。
较佳的，FLASH访问控制模块，包括FLASH写入模块、FLASH读取模块和FLASH擦除模块；
其中，所述FLASH写入模块，用于接收到图像接收创建写入模块发送的图像文件和页地址信息后，根据该页地址信息，将图像文件发送并写入对应的FLASH芯片；
所述FLASH读取模块，用于根据DSP图像访问模块发送的首地址信息，读取FLASH芯片中存储的图像文件，并发送至DSP图像访问模块；
所述FLASH擦除模块，用于在接收到DSP图像访问模块发送的擦除指令后，通过MRAM控制器，读取MRAM芯片中预存的坏块信息，并将FLASH芯片中除坏块信息以外的所有信息擦除。
较佳的，所述DSP图像访问模块，包括DSP读取模块和DSP擦除模块；
所述DSP读取模块，用于向MRAM控制器发送读取指令；并接收来自MRAM控制器发送的首地址信息；还用于在接收到MRAM控制器发送的首地址信息后，读取FLASH芯片中存储的图像文件；
所述DSP擦除模块，用于控制FLASH访问控制模块对FLASH芯片中存储的数据进行擦除。
有益效果：
本发明克服现有文件系统中，数据组织结构过于复杂，掉电需要重新建立文件系统节点信息、文件信息处理导致写入速度慢的不足，利用图像文件大小固定的特点，建立了以大尺寸节点与时间戳组合列表的文件系统，解决在航天器图像存储系统设计中多分区并行存储访问的难题。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种面向NandFLASH的多相机多图像并行处理的图像文件系统，包括DSP图像访问模块、MRAM控制器、FLASH访问控制模块、MRAM芯片、图像节点信息初始化模块、n个图像接收创建写入模块和n个FLASH芯片；n个图像接收创建写入模块分别与n个相机连接；n的个数根据设计需求确定。一般的，n＝6。
其中，
所述图像节点信息初始化模块，用于在接收由相机传送的创建图像指令和图像数据之前，对图像文件系统进行分区初始化，即：发送读取坏块指令至MRAM控制器，以读取MRAM芯片中的坏块信息；还用于在接收到坏块信息后，建立图像存储节点的首地址信息表，并将该表通过MRAM控制器，写入MRAM芯片；同时，图像节点信息初始化模块发送图像个数清零指令至MRAM控制器，以通过MRAM控制器，控制MRAM芯片中分区初始化以前所存储的图像个数M清零。
所述每个图像接收创建写入模块，在分区初始化完成之后，用于在接收各自所连的相机的LVDS口发送的创建图像指令和图像数据后，发送查看首地址指令至MRAM控制器；还用于接收由MRAM控制器发来的图像文件存储于FLASH芯片中的首地址信息；还用于根据接收到的图像数据，创建图像文件，创建的图像文件每达到1页，则携带当前页地址信息传输给FLASH访问控制模块一次，同时，页地址信息加1；其中，所述初次创建图像文件，其页地址信息为图像文件存储于FLASH芯片中的首地址信息；
所述每个图像接收创建写入模块，包括缓存模块、处理模块、请求创建写入模块和自维护块地址模块；
其中，所述处理模块，用于接收各自所连的相机的LVDS口发送的创建图像指令和图像数据，并将创建图像指令发送至请求创建写入模块；将图像数据发送至缓存模块；
所述请求创建写入模块在接收到创建图像指令后，发送查看首地址指令至MRAM控制器；还用于接收由MRAM控制器发来的图像文件存储于FLASH芯片中的首地址信息，并发送至自维护块地址模块；
所述缓存模块，用于接收图像数据，并将图像数据发送至自维护块地址模块；
所述自维护块地址模块，用于接收来自请求创建写入模块发来的首地址信息和由缓存模块发送的图像数据，并进行图像文件的创建；初次创建的图像文件达到1页后，将图像文件及图像文件所存储的首地址信息一并发送至FLASH访问控制模块；之后所创建的图像文件每达到1页后，则将图像文件及页地址信息一并发送至FLASH访问控制模块；还用于在每创建1页的图像文件后，维护页地址信息，将页地址加1；
所述MRAM控制器，用于在接收到图像节点信息初始化模块发送的读取坏块指令后，读取MRAM芯片中预存的坏块信息，并返回给图像节点信息初始化模块；还用于在接收到图像节点信息初始化模块发送的首地址信息表后，将首地址信息表存储至MRAM芯片中，并控制MRAM芯片中初始化以前所存储的图像个数M清零；还用于根据接收到的查看首地址指令的先后顺序，依次查询MRAM芯片中已存储的图像个数m，并根据图像个数m，在首地址信息表中相应的查询图像文件存储于FLASH芯片中的首地址信息，发送至对应的图像接收创建写入模块；还用于在接收到DSP图像访问模块发送的读取指令后，根据读取指令中的图像信息，读取MRAM芯片中首地址信息，并将该首地址信息返回至DSP图像访问模块；
所述MRAM芯片，用于存储坏块信息，并当MRAM控制器进行读取时，发送给MRAM控制器；还用于存储由MRAM控制器发送的首地址信息表，并在MRAM控制器的控制下，清除当前存储图像个数M；用于当MRAM控制器每读取一次图像个数m时，m个数自加1；
所述FLASH访问控制模块，用于在接收到图像接收创建写入模块发送的图像文件和图像文件所存储的首地址信息或页地址信息后，根据该首地址信息，将图像文件发送并写入对应的FLASH芯片；还用于根据DSP图像访问模块发送的首地址信息，读取FLASH芯片中存储的图像文件，并返还至DSP图像访问模块；还用于在接收到DSP图像访问模块发送的擦除指令后，通过MRAM控制器，读取MRAM芯片中预存的坏块信息，并将FLASH芯片中除坏块信息以外的所有信息擦除。
其中，所述FLASH访问控制模块，具体包括FLASH写入模块、FLASH读取模块和FLASH擦除模块；
其中，所述FLASH写入模块，用于接收到图像接收创建写入模块发送的图像文件和图像文件所存储的首地址信息后，根据该首地址信息，将图像文件发送并写入对应的FLASH芯片；
所述FLASH读取模块，用于根据DSP图像访问模块发送的首地址信息，读取FLASH芯片中存储的图像文件，并返还至DSP图像访问模块；
所述FLASH擦除模块，用于在接收到DSP图像访问模块发送的擦除指令后，通过MRAM控制器，读取MRAM芯片中预存的坏块信息，并将FLASH芯片中除坏块信息以外的所有信息擦除。
所述FLASH芯片，用于将来自FLASH访问控制模块发送的图像文件写入FLASH芯片；
所述DSP图像访问模块，用于读取由MRAM控制器发送的首地址信息；还用于控制FLASH访问控制模块对FLASH芯片中存储的数据进行擦除。
其中，所述DSP图像访问模块，包括DSP读取模块和DSP擦除模块；
所述DSP读取模块，用于根据查询图像的信息，向MRAM控制器发送读取指令；并接收来自MRAM控制器发送的首地址信息；例如：DSP向MRAM控制器发送信息，说明所需要访问第几幅图像，比如访问第52幅图像，那么MRAM控制器就会去52*8+3这个MRAM地址中取出存储的首地址值，假设地址是0x1200，那么DSP就去读取nandFLASH中从0x1200开始，往后的图像数据，直到读取完一副图像数据。
所述DSP擦除模块，用于控制FLASH访问控制模块对FLASH芯片中存储的数据进行擦除。
本发明还对MRAM控制的存储方式进行了改进，具体为：
MRAM控制器对内的访问界面为逻辑地址，其容量为物理地址的1/3。该模块在收到发送的32位数据后，采用循环移动方法，按优先级从高到低的方法对每个端口进行处理，即：将32位数据在写入MRAM控制器时，共存储3次；第一次将32位数据正常存储，第二次将32位数据向右循环移动8位后存储；第三次在第二次的基础上，再将这32位数据向右循环8位后存储。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种面向NandFLASH的多相机多图像并行处理的图像文件系统，其特征在于，包括：包括DSP图像访问模块、MRAM控制器、FLASH访问控制模块、MRAM芯片、图像节点信息初始化模块、n个图像接收创建写入模块和n个FLASH芯片；n个图像接收创建写入模块分别与n个相机连接；n的个数根据设计需求确定；
所述图像节点信息初始化模块，用于在图像接收创建写入模块接收由相机发送的创建图像指令和图像数据之前，发送读取坏块指令至MRAM控制器，进而实现分区初始化；还用于在接收到坏块信息后，建立图像存储节点的首地址信息表，并连同图像清零指令一同发送至MRAM控制器；
所述每个图像接收创建写入模块，在分区初始化完成之后，用于在接收各自所连的相机发送的创建图像指令和图像数据后，发送查看首地址指令至MRAM控制器；还用于接收由MRAM控制器发来的存储首地址信息，并根据接收到的图像数据，创建图像文件，创建的图像文件每达到1页，则将图像文件与当前页地址信息一并传输给FLASH访问控制模块一次，同时，页地址信息加1；其中，当初次创建图像文件时，其页地址信息为所述的存储首地址信息；
所述MRAM控制器，用于在接收到图像节点信息初始化模块发送的读取坏块指令后，读取MRAM芯片中预存的坏块信息，并将结果发送给图像节点信息初始化模块；还用于在接收到图像节点信息初始化模块发送的图像清零指令和首地址信息表后，控制MRAM芯片中所存储的图像清零并将首地址信息表存储至MRAM芯片中；还用于根据接收到的查看首地址指令的先后顺序，依次查询MRAM芯片中已存储的图像个数m，并根据图像个数m，确定图像的存储首地址信息，并发送至对应的图像接收创建写入模块；还用于在接收到DSP图像访问模块发送的读取指令后，根据查询图像的图像信息，读取MRAM芯片中所要查询图像的首地址信息，并将该首地址信息反馈至DSP图像访问模块；
所述MRAM芯片，用于预存储坏块信息，并当MRAM控制器进行读取时，将坏块信息发送给MRAM控制器；还用于在MRAM控制器的控制下，清除当前存储图像个数M，并存储由MRAM控制器发送的首地址信息表；还用于当MRAM控制器每读取一次图像个数m时，m个数自加1；还用于MRAM控制器读取查询图像的首地址信息时，将首地址信息反馈MRAM控制器；
所述FLASH访问控制模块，用于在接收到图像接收创建写入模块发送的图像文件和页地址信息后，根据页地址信息，将图像文件发送并写入对应的FLASH芯片；还用于根据DSP图像访问模块发送的首地址信息，读取FLASH芯片中存储的图像文件，并发送至DSP图像访问模块；还用于在接收到DSP图像访问模块发送的擦除指令后，通过MRAM控制器，将FLASH芯片中除坏块信息以外的所有信息擦除；
所述FLASH芯片，用于将来自FLASH访问控制模块发送的图像文件写入FLASH芯片；
所述DSP图像访问模块，用于根据需要查询的图像信息，向MRAM控制器发送查询首地址信息的读取指令；用于在接收到MRAM控制器发送的首地址信息后，通过FLASH访问控制模块读取FLASH芯片中存储的图像文件；还用于控制FLASH访问控制模块对FLASH芯片中存储的数据进行擦除。
2.如权利要求1所述的多相机多图像并行处理的图像文件系统，其特征在于，所述MRAM控制的存储方式采用循环存储方式，具体为：
将32位数据在写入MRAM控制器时，共存储3次；第一次将32位数据正常存储，第二次将32位数据向右循环移动8位后存储；第三次在第二次的基础上，再将这32位数据向右循环8位后存储。
3.如权利要求1或2所述的多相机多图像并行处理的图像文件系统，其特征在于，n＝6。
4.如权利要求1或2所述的多相机多图像并行处理的图像文件系统，其特征在于，所述每个图像接收创建写入模块，包括缓存模块、处理模块、请求创建写入模块和自维护地址模块；
其中，所述处理模块，用于接收各自所连的相机发送的创建图像指令和图像数据，并将创建图像指令发送至请求创建写入模块；将图像数据发送至缓存模块；
所述请求创建写入模块在接收到创建图像指令后，发送查看首地址指令至MRAM控制器；还用于接收由MRAM控制器发来的存储首地址信息，并发送至自维护块地址模块；
所述缓存模块，用于接收图像数据，并将图像数据发送至自维护块地址模块；
所述自维护地址模块，用于接收来自请求创建写入模块发来的首地址信息和由缓存模块发送的图像数据，并进行图像文件的创建以及生成页地址信息，将生成的页地址信息以及创建的图像文件发送给FLASH访问控制模块。
5.如权利要求1或2所述的多相机多图像并行处理的图像文件系统，其特征在于，FLASH访问控制模块，包括FLASH写入模块、FLASH读取模块和FLASH擦除模块；
其中，所述FLASH写入模块，用于接收到图像接收创建写入模块发送的图像文件和页地址信息后，根据该页地址信息，将图像文件发送并写入对应的FLASH芯片；
所述FLASH读取模块，用于根据DSP图像访问模块发送的首地址信息，读取FLASH芯片中存储的图像文件，并发送至DSP图像访问模块；
所述FLASH擦除模块，用于在接收到DSP图像访问模块发送的擦除指令后，通过MRAM控制器，读取MRAM芯片中预存的坏块信息，并将FLASH芯片中除坏块信息以外的所有信息擦除。
6.如权利要求1或2所述的多相机多图像并行处理的图像文件系统，其特征在于，所述DSP图像访问模块，包括DSP读取模块和DSP擦除模块；
所述DSP读取模块，用于向MRAM控制器发送读取指令；并接收来自MRAM控制器发送的首地址信息；还用于在接收到MRAM控制器发送的首地址信息后，读取FLASH芯片中存储的图像文件；
所述DSP擦除模块，用于控制FLASH访问控制模块对FLASH芯片中存储的数据进行擦除。
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