CN111522427A - 一种高功耗星载存储系统的供电控制方法 - Google Patents

一种高功耗星载存储系统的供电控制方法 Download PDF

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滕树鹏
王茂森
王志国
李森
缪依展
游红俊
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    • G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
    • G06F1/325—Power saving in peripheral device
    • G06F1/3275—Power saving in memory, e.g. RAM, cache

Abstract

本申请公开了一种高功耗星载存储系统的供电控制方法，包括步骤：S1：电源模块为接口模块供电，且电源模块根据存储模块关机指令控制存储模块关机；S2：接口模块判断是否是首次上电，若否，执行步骤S8，若是，执行步骤S3；S3：接口模块向电源模块发送存储模块开机指令；S4：电源模块响应存储模块开机指令，并向存储模块供电；S5：接口模块向存储模块发送遥控指令，以使存储模块根据遥控指令进行工作；S6：待存储模块完成工作后，向接口模块发送关机需求信号；S7：接口模块接收到关机需求信号后，判断是否存在遥控指令，若是，返回步骤S5，若否，接口模块向电源模块发送存储模块关机指令，返回步骤S1。根据时机使存储模块开关机，解决功耗过大问题。

Description

一种高功耗星载存储系统的供电控制方法
技术领域
本申请涉及星载数据传输技术领域，具体涉及一种需要长期上电工作的、无法预计确切工作时间且具有高功耗的星载存储系统的供电控制方法。
背景技术
随着星载载荷技术的进步，载荷数据量的大大增加，在星载数传产品领域，数传产品的速率及存储容量大大增加，导致星载存储器功耗越来越大，为高性能卫星设计带来热耗过高及功耗过大的问题。
在存储技术无飞跃发展的情况下，存储速率及存储容量均与存储类产品的功耗成正向比例，高速及大容量必然带来更高热耗，因此设计一种能够合理分配功耗的供电控制方案就非常必要。更合理的供电控制方案可以有效降低存储产品的长期功耗。
发明内容
本申请提供一种高功耗星载存储系统的供电控制方法，以解决目前星载存储系统长期开机工况下功耗过高的问题。
本发明提供的技术方案如下：
一种高功耗星载存储系统的供电控制方法，所述高功耗星载存储系统包括电源模块、接口模块和存储模块，所述供电控制方法包括步骤：
S1：所述电源模块为所述接口模块供电，且所述电源模块根据存储模块关机指令控制所述存储模块关机；
S2：所述接口模块判断是否是首次上电，若否，执行步骤S8，若是，执行步骤S3；
S3：所述接口模块向所述电源模块发送存储模块开机指令；
S4：所述电源模块响应所述存储模块开机指令，并向所述存储模块供电；
S5：所述接口模块向所述存储模块发送遥控指令，以使所述存储模块根据所述遥控指令进行工作；
S6：待所述存储模块完成工作后，向所述接口模块发送关机需求信号；
S7：所述接口模块接收到所述关机需求信号后，进一步判断是否存在遥控指令，若是，返回步骤S5，若否，所述接口模块向所述电源模块发送存储模块关机指令，并返回步骤S1；
S8：所述接口模块查询是否存在遥控指令，若是，执行步骤S3。
进一步优选地，所述接口模块通过判断内部断电清空的指定存储器判断当前是否是首次上电。
进一步优选地，所述接口模块向所述电源模块发送存储模块开机指令的同时还将存储模块关机状态寄存器设置为开机，所述接口模块设置有所述存储模块关机状态寄存器。
进一步优选地，当所述存储模块关机状态寄存器为开机状态时，进一步，所述接口模块每2s查询一次指令寄存器，判断是否存在遥控指令，若存在，则将所述遥控指令发送至所述存储模块。
进一步优选地，所述步骤S6进一步包括：所述存储模块过完成当前工作后重新开始超时计数，若超时计数10s后未收到遥控指令，则所述存储模块向所述接口模块发送关机需求信号。
进一步优选地，所述步骤S7中，所述接口模块向所述电源模块发送存储模块关机指令的同时，还将存储模块关机状态写入存储模块关机状态寄存器中。
进一步优选地，所述电源模块响应开关机指令脉冲宽度小于100ms。
本申请的有益效果是：
本发明通过利用低功耗及大缓存的接口模块长期开机，并通过对工作状态分析确定存储模块开机时机，在不需要存储模块开机时，将星载存储器上功耗最大的存储模块关机，以达到降低星载存储器在高速大容量发展过程中带来的功耗过大问题。
附图说明
图1为高功耗星载存储系统原理图；
图2为高功耗星载存储系统供电控制流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
本实施例提供一种高功耗星载存储系统的供电控制方法，在本实施例中，高功耗星载存储系统的原理图如图1所示，包括电源模块1、接口模块2和存储模块3。
其中，电源模块1的供断电具有可控性，电源模块1可以将30V电压转换为12V后再向接口模块2及存储模块3供电。
接口模块2具备尽量低的功耗，以降低整台单机的长期功耗；接口模块2还具备尽可能大的缓存，具体缓存容量应该能够缓存接口模块数据接口最大速率2s内的总数据量；接口模块2可以采用FPGA作为主控制器。
存储模块3具备的特点是：快速启动，从单机加电到存储模块能够正常响应遥控指令应该少于1.9s。
本发明的设计原理和设计思路主要包含如下两部分：具体为：
(1)通过接口模块2对星上指令及自身缓存状态进行分析，接口模块2能够通过缓存记录部分持续小数据量的数据，在非必要情况下将存储模块3关机以降低功耗，在存储模块3开机后再将缓存所有数据一次性写入存储模块3，最大化利用存储模块3开机时记录数据；
(2)存储模块3应该优化开机配置程序，保证存储模块3能够在最短时间内完成开机配置，必要情况下可以使用MRAM等断电后保持存储器来保存状态。
基于上述设计原理和设计思路，对本实施例提供的供电控制方法进行说明，如图2所示，供电控制方法包括以下步骤。
S1：电源模块为接口模块供电，且电源模块根据存储模块关机指令控制存储模块关机。
S2：接口模块判断是否是首次上电，若否，执行步骤S8，若是，执行步骤S3。
也即是，在整机第一次加电时，电源模块首先向接口模块供电，接口模块通过判断内部断电清空的指定存储器(MEMO)判断当前为首次上电。
S3：接口模块向电源模块发送存储模块开机指令。
若接口模块判断当前工作模式为初次上电，则接口模块向电源模块发送存储模块开机指令，同时，接口模块将存储模块关机状态寄存器(MEM2)设置为开机状态，其中，接口模块中设置有该存储模块关机状态寄存器。
S4：电源模块响应存储模块开机指令，并向存储模块供电。
其中，电源模块响应开关机指令脉冲宽度小于100ms，电源模块收到指令后为存储模块供电，此时，存储模块处于开机状态。
S5：接口模块向存储模块发送遥控指令，以使存储模块根据遥控指令进行工作。
当接口模块的存储模块关机状态寄存器为开机状态时，接口模块每2s查询一次指令寄存器(MEM1)是否存在遥控指令，若存在遥控指令，则将遥控指令发送至存储模块，存储模块根据遥控指令进入工作状态。
接口模块通过对遥控指令及自身缓存情况进行分析，若需要存储模块开机则将相应指令写入指令寄存器，存储模块开机后查询当前工作状态并进行超时计数。
S6：待存储模块完成工作后，向接口模块发送关机需求信号。
存储模块若收到接口模块工作状态设定指令(为中断触发)，则存储模块进入指定工作状态，并且超时计数清零，直到当前任务完成后重新开始超时计数，若超时计数10s后未收到工作状态指令，则存储模块向接口模块发送关机需求信号。
S7：接口模块接收到关机需求信号后，进一步判断是否存在遥控指令，若是，返回步骤S5，若否，接口模块向所述电源模块发送存储模块关机指令，并返回步骤S1。
具体的，接口模块收到关机需求信号后查询指令寄存器是否有遥控指令，若没有遥控指令，则将关机状态写入存储模块关机状态寄存器，同时存储模块关机计数加1，同时发送存储模块关机指令给电源模块；若指令寄存器有遥控指令则发送遥控指令给存储模块。
S8：接口模块查询是否存在遥控指令，若是，执行步骤S3。
具体的，当接口模块存储模块关机状态寄存器为关机状态，则接口模块每0.1s查询一次指令寄存器，若有遥控指令，则先向电源模块发送存储模块开机指令，同时将存储模块关机状态寄存器设置为开机，电源模块为存储模块供电后，再将遥控指令发送给存储模块。
本实施例利用低功耗及大缓存的接口模块长期开机，并通过对工作状态分析确定存储模块开机时机，在不需要存储模块开机时，将星载存储器上功耗最大的存储模块关机，以达到降低星载存储器在高速大容量发展过程中带来的功耗过大问题。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (7)

1.一种高功耗星载存储系统的供电控制方法，其特征在于，所述高功耗星载存储系统包括电源模块、接口模块和存储模块，所述供电控制方法包括步骤：
S1：所述电源模块为所述接口模块供电，且所述电源模块根据存储模块关机指令控制所述存储模块关机；
S2：所述接口模块判断是否是首次上电，若否，执行步骤S8，若是，执行步骤S3；
S3：所述接口模块向所述电源模块发送存储模块开机指令；
S4：所述电源模块响应所述存储模块开机指令，并向所述存储模块供电；
S5：所述接口模块向所述存储模块发送遥控指令，以使所述存储模块根据所述遥控指令进行工作；
S6：待所述存储模块完成工作后，向所述接口模块发送关机需求信号；
S7：所述接口模块接收到所述关机需求信号后，进一步判断是否存在遥控指令，若是，返回步骤S5，若否，所述接口模块向所述电源模块发送存储模块关机指令，并返回步骤S1；
S8：所述接口模块查询是否存在遥控指令，若是，执行步骤S3。
2.如权利要求1所述的供电控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述接口模块通过判断内部断电清空的指定存储器判断当前是否是首次上电。
3.如权利要求1所述的供电控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述接口模块向所述电源模块发送存储模块开机指令的同时还将存储模块关机状态寄存器设置为开机，所述接口模块设置有所述存储模块关机状态寄存器。
4.如权利要求3所述的供电控制方法，其特征在于，当所述存储模块关机状态寄存器为开机状态时，进一步，所述接口模块每2s查询一次指令寄存器，判断是否存在遥控指令，若存在，则将所述遥控指令发送至所述存储模块。
5.如权利要求1所述的供电控制方法，其特征在于，所述步骤S6进一步包括：所述存储模块过完成当前工作后重新开始超时计数，若超时计数10s后未收到遥控指令，则所述存储模块向所述接口模块发送关机需求信号。
6.如权利要求1所述的供电控制方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述接口模块向所述电源模块发送存储模块关机指令的同时，还将存储模块关机状态写入存储模块关机状态寄存器中。
7.如权利要求1所述的供电控制方法，其特征在于，所述电源模块响应开关机指令脉冲宽度小于100ms。
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