CN110119112A - 一种可靠的sram型fpga自主恢复系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种可靠的SRAM型FPGA自主恢复方法，包括监控FPGA、SRAM型FPGA，其特征在于，包括步骤：步骤1：上电监控FPGA正常工作后，所述监控FPGA对所述SRAM型FPGA进行加载配置；步骤2：加载配置完成后，对所述SRAM型FPGA的配置成功引脚进行检测，如果所述引脚电平为高，则流转到步骤3，否则返回到步骤1；步骤3：加载配置正常后，所述监控FPGA同时对来自所述SRAM型FPGA的时钟锁定指示和核心状态指示进行监控，监测到异常时对所述SRAM型FPGA进行干预，使之恢复到正常工作状态。
Description
技术领域
本发明属于卫星测控技术领域，尤其涉及一种可靠的SRAM型FPGA自主恢复系统及方法。
背景技术
测控应答机作为测控分系统的重要组成部分，它在卫星与测控地面站之间提供双向射频传输信道，配合测控地面站共同完成对卫星的跟踪、测量、遥控、遥测等任务，一般由射频通道和信号处理基带等几大单元组成，而信号处理基带是测控应答机的核心部分。
由于SRAM型FPGA具有实时处理性能强、能够并行处理、功耗低等特点，目前相当部分的测控应答机采用SRAM型FPGA，在选型时尤其以Xilinx公司FPGA居多，实现应答机的中频处理功能，包括载波的捕获跟踪、遥控解调、测量解调以及遥测调制、测距转发等功能。FPGA作为核心器件对测控应答机及其重要，如果运行异常则会导致测控应答机的功能失效，影响星地间的数据通信。因此，需要对FPGA的运行状态进行健壮性设计，当发现异常时能够自主恢复运行。
常规的FPGA自主恢复技术可以分为两大类：卫星其他电子设备发送程控指令/直接指令对应答机进行复位操作；应答机内部采用反熔丝FPGA(监控FPGA)对SRAM型FPGA进行动态刷新。第一种方法需要外部接口、程序进行干预，第二种方法只能对FPGA的部分区域进行自主操作。因此，需要一种可靠的FPGA自主恢复技术，能够自主运行、对FPGA各种异常情况进行恢复。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可靠的SRAM型FPGA自主恢复系统，其特征在于，包括监控FPGA、PROM存储器、SRAM型FPGA，其中，所述监控FPGA用于读取PROM存储器中的数据，同时将所述PROM存储器中的数据引导加载配置至所述SRAM型FPGA；所述监控FPGA还用于在数据加载完成后，对所述SRAM型FPGA的状态进行监视。
优选地，所述SRAM型FPGA还包括DCM时钟管理单元，所述DCM时钟管理单元用于向所述监控FPGA发送时钟锁定指示，以及接收所述监控FPGA的配置数据。
优选地，所述PROM存储器中的数据引导加载配置至所述SRAM型FPGA包括：
步骤11：按照所述PROM存储器的数据读取时序进行数据的读取，并对读取的数据进行校验，验证读取数据的正确性；如果数据不正确，重新对PROM存储器的数据进行读取；
步骤12：读取数据正确后，按照所述SRAM型FPGA的加载时序进行数据配置，实现所述SRAM型FPGA的加载配置。
优选地，所述监控FPGA选用反熔丝FPGA。
本发明还提供了一种可靠的SRAM型FPGA自主恢复方法，包括监控FPGA、PROM存储器、SRAM型FPGA，其特征在于，包括步骤：
步骤1：上电监控FPGA正常工作后，所述监控FPGA对所述SRAM型FPGA进行加载配置；
步骤2：加载配置完成后，对所述SRAM型FPGA的配置成功引脚进行检测，如果所述引脚电平为高，则流转到步骤3，否则返回到步骤1；
步骤3：加载配置正常后，所述监控FPGA同时对来自所述SRAM型FPGA的时钟锁定指示和核心状态指示进行监控，监测到异常时对所述SRAM型FPGA进行干预，使之恢复到正常工作状态。
优选地，所述步骤1包括：
步骤11：按照所述PROM存储器的数据读取时序进行数据的读取，并对读取的数据进行校验，验证读取数据的正确性；如果数据不正确，重新对PROM存储器的数据进行读取；
步骤12：读取数据正确后，按照所述SRAM型FPGA的加载时序进行数据配置，实现所述SRAM型FPGA的加载配置。
优选地，所述步骤3中的所述监控FPGA同时对来自所述SRAM型FPGA的时钟锁定指示和核心状态指示进行监控的监控流程包括：
监控流程1：监控时钟锁定指示；当检测到该指示信号失锁时，则FPGA内部的DCM模块工作异常，此时，需要对所述SRAM型FPGA进行重新加载，跳转到步骤1；若该时钟指示信号为锁定状态，则不做处理，保持监控流程1。
优选地，所述步骤3中的所述监控FPGA同时对来自所述SRAM型FPGA的时钟锁定指示和核心状态指示进行监控的监控流程还包括：
监控流程2：监控核心状态指示；当检测到该指示信号失锁时，则FPGA内部的功能模块工作异常，此时，需要对所述SRAM型FPGA进行软复位操作，发送一个软复位脉冲，使得SRAM型FPGA回到初始状态；若该核心状态指示信号为锁定状态，则不做处理，保持监控流程2。
优选地，失锁为低电平，锁定为高电平。
附图说明
图1为本发明实施例的一种可靠的SRAM型FPGA自主恢复系统；
图2为本发明实施例的一种可靠的SRAM型FPGA自主恢复方法。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
提高SRAM型FPGA的自主恢复能力。采用工作区核心状态指示与时钟锁定指示同时监控的方式，确保测控应答机在各种异常情况下均能得到有效的自主恢复。
本发明涉及一种可靠的SRAM型FPGA自主恢复技术，应用于包括卫星测控通信、卫星导航、移动通信等领域，通用性高，适应于采用FPGA功能实现的电子系统，特别适用于空间环境复杂、可靠性要求高的航天应用领域。
本发明提供一种可靠的SRAM型FPGA自主恢复系统，如图1所示，其特征在于，包括监控FPGA、PROM存储器、SRAM型FPGA，其中，所述监控FPGA用于读取PROM存储器中的数据，同时将所述PROM存储器中的数据引导加载配置至所述SRAM型FPGA；所述监控FPGA还用于在数据加载完成后，对所述SRAM型FPGA的状态进行监视。
根据本发明的一个实施例，所述SRAM型FPGA还包括DCM时钟管理单元，所述DCM时钟管理单元用于向所述监控FPGA发送时钟锁定指示，以及接收所述监控FPGA的配置数据。
根据本发明的一个实施例，所述PROM存储器中的数据引导加载配置至所述SRAM型FPGA包括：
步骤11：按照所述PROM存储器的数据读取时序进行数据的读取，并对读取的数据进行校验，验证读取数据的正确性；如果数据不正确，重新对PROM存储器的数据进行读取；
步骤12：读取数据正确后，按照所述SRAM型FPGA的加载时序进行数据配置，实现所述SRAM型FPGA的加载配置。
根据本发明的一个实施例，所述监控FPGA选用ACTEL的反熔丝FPGA。
本发明还提供了一种可靠的SRAM型FPGA自主恢复方法，包括监控FPGA、PROM存储器、SRAM型FPGA，如图2所示，包括步骤：
步骤1：上电监控FPGA正常工作后，所述监控FPGA对所述SRAM型FPGA进行加载配置。
根据本发明的一个实施例，所述步骤1包括：
步骤11：按照所述PROM存储器的数据读取时序进行数据的读取，并对读取的数据进行校验，验证读取数据的正确性；如果数据不正确，重新对PROM存储器的数据进行读取；
步骤12：读取数据正确后，按照所述SRAM型FPGA的加载时序进行数据配置，实现所述SRAM型FPGA的加载配置。
步骤2：加载配置完成后，对所述SRAM型FPGA的配置成功引脚进行检测，如果所述引脚电平为高，则流转到步骤3，否则返回到步骤1；
步骤3：加载配置正常后，所述监控FPGA同时对来自所述SRAM型FPGA的时钟锁定指示和核心状态指示进行监控，监测到异常时对所述SRAM型FPGA进行干预，使之恢复到正常工作状态。
根据本发明的一个实施例，所述步骤3中的所述监控FPGA同时对来自所述SRAM型FPGA的时钟锁定指示和核心状态指示进行监控的监控流程包括：
监控流程1：监控时钟锁定指示；当检测到该指示信号失锁时，则FPGA内部的DCM模块工作异常，此时，需要对所述SRAM型FPGA进行重新加载，跳转到步骤1；若该时钟指示信号为锁定状态，则不做处理，保持监控流程1。
优选地，所述步骤3中的所述监控FPGA同时对来自所述SRAM型FPGA的时钟锁定指示和核心状态指示进行监控的监控流程还包括：
监控流程2：监控核心状态指示；当检测到该指示信号失锁时，则FPGA内部的功能模块工作异常，此时，需要对所述SRAM型FPGA进行软复位操作，发送一个软复位脉冲，使得SRAM型FPGA回到初始状态；若该核心状态指示信号为锁定状态，则不做处理，保持监控流程2。
优选地，失锁为低电平，锁定为高电平。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种可靠的SRAM型FPGA自主恢复系统，其特征在于，包括监控FPGA、PROM存储器、SRAM型FPGA，其中，所述监控FPGA用于读取PROM存储器中的数据，同时将所述PROM存储器中的数据引导加载配置至所述SRAM型FPGA；所述监控FPGA还用于在数据加载完成后，对所述SRAM型FPGA的状态进行监视。
2.如权利要求1所述的自主恢复系统，其特征在于，所述SRAM型FPGA还包括DCM时钟管理单元，所述DCM时钟管理单元用于向所述监控FPGA发送时钟锁定指示，以及接收所述监控FPGA的配置数据。
3.如权利要求1所述的自主恢复系统，其特征在于，所述PROM存储器中的数据引导加载配置至所述SRAM型FPGA包括：
步骤11：按照所述PROM存储器的数据读取时序进行数据的读取，并对读取的数据进行校验，验证读取数据的正确性；如果数据不正确，重新对PROM存储器的数据进行读取；
步骤12：读取数据正确后，按照所述SRAM型FPGA的加载时序进行数据配置，实现所述SRAM型FPGA的加载配置。
4.如权利要求1所述的自主恢复系统，其特征在于，所述监控FPGA选用反熔丝FPGA。
5.一种可靠的SRAM型FPGA自主恢复方法，包括监控FPGA、PROM存储器、SRAM型FPGA，其特征在于，包括步骤：
步骤1：上电监控FPGA正常工作后，所述监控FPGA对所述SRAM型FPGA进行加载配置；
步骤2：加载配置完成后，对所述SRAM型FPGA的配置成功引脚进行检测，如果所述引脚电平为高，则流转到步骤3，否则返回到步骤1；
步骤3：加载配置正常后，所述监控FPGA同时对来自所述SRAM型FPGA的时钟锁定指示和核心状态指示进行监控，监测到异常时对所述SRAM型FPGA进行干预，使之恢复到正常工作状态。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：
步骤11：按照所述PROM存储器的数据读取时序进行数据的读取，并对读取的数据进行校验，验证读取数据的正确性；如果数据不正确，重新对PROM存储器的数据进行读取；
步骤12：读取数据正确后，按照所述SRAM型FPGA的加载时序进行数据配置，实现所述SRAM型FPGA的加载配置。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤3中的所述监控FPGA同时对来自所述SRAM型FPGA的时钟锁定指示和核心状态指示进行监控的监控流程包括：
监控流程1：监控时钟锁定指示；当检测到该指示信号失锁时，则FPGA内部的DCM模块工作异常，此时，需要对所述SRAM型FPGA进行重新加载，跳转到步骤1；若该时钟指示信号为锁定状态，则不做处理，保持监控流程1。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤3中的所述监控FPGA同时对来自所述SRAM型FPGA的时钟锁定指示和核心状态指示进行监控的监控流程还包括：
监控流程2：监控核心状态指示；当检测到该指示信号失锁时，则FPGA内部的功能模块工作异常，此时，需要对所述SRAM型FPGA进行软复位操作，发送一个软复位脉冲，使得SRAM型FPGA回到初始状态；若该核心状态指示信号为锁定状态，则不做处理，保持监控流程2。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，失锁为低电平，锁定为高电平。
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