CN114328508A - 一种星载固态存储器的快速检索方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种星载固态存储器的快速检索方法，通过外部指令启动软件内部逻辑，根据指令内容对影像信息进行检索来解决存储设备不能灵活高效的检索卫星有效信息的问题，索引信息包括概要索引信息和详细索引信息。采用本发明所述方法使得存储设备能够在轨灵活检索各类相机、不同条带的影像信息，使得存储设备可以适应卫星及空间飞行器的多种类载荷数据管理的新模式要求。本发明能快速精确检索到所需的有效信息，减少了传输的数据量，客观上降低了对数据传输的要求，可为灾害应急等方面提供技术支持，使其逐渐向着卫星及空间飞行器数据的存储服务中心发展。同时使得存储设备成为了空间科学试验及测绘类遥感卫星中不可或缺的关键性数据支撑平台。
Description
技术领域
本发明涉及测量测试技术领域，具体涉及一种星载固态存储器的快速检索方法。
背景技术
随着卫星平台及遥感技术的不断发展，星载平台的数据存储技术也在不断提高，星载数据已呈现出种类繁多、数据形式各异的特点。星载数据的增加也为数据传输带来了新的挑战，虽然目前我国已经基本建成了全球覆盖的卫星中继网络，但是网络的带宽是有限的，较难实现观察数据的完全下行。对地直传受卫星过境时间和传输速率等方面的影响使得下行数据量有限。而在实际应用中，不是所有的数据都有意义，往往只需要某些地区、某个时间段的影像信息。针对这种情况，本发明提出了一种在轨从多源数据中快速检索提取有效信息的方案，在降低数据传输量的同时实现精确传输需要的有效信息。
发明内容
本发明是为了解决现有卫星、空间飞行器存储设备不能灵活高效的检索卫星有效信息的问题，提供一种星载固态存储器的快速检索方法，通过外部指令启动软件内部逻辑，根据指令内容对影像信息进行检索来解决存储设备不能灵活高效的检索卫星有效信息的问题。
本发明提供一种星载固态存储器的快速检索方法，包括以下步骤：
S1、星载固态存储器整机加电后，软件逻辑经过初始化进入空闲态等待接收外部指令；
S2、接收到外部传来的检索回放指令后，判断检索的影像文件是否存在；如果是，则进入步骤S3；如果否，则进入步骤S8；
S3、向FPGA发送索引地址，接收FPGA返回的索引信息；
S4、判断索引信息中概要索引信息的影像信息范围与检索回放指令的检索范围是否有重叠，如果是，则保留索引地址，如果否，则不保留所述索引地址；返回步骤S3，直至所有索引地址均被检索一次，进入步骤S5；
S5、判断是否有满足条件的索引地址，如果是，则向FPGA发送步骤S4保留的索引地址，接收FPGA返回的索引信息，进入步骤S6；如果否，则进入步骤S8；
S6、判断索引信息中详细索引信息的影像信息范围与检索回放指令的检索范围是否有重叠，如果是，则保留索引地址，如果否，则不保留所述索引地址；返回步骤S5，直至步骤S4保留的所有索引地址均被检索一次后，进入步骤S7；
S7、向FPGA发送步骤S6保留的索引地址、启动回放指令开始传输有效的影像信息，在回放过程中根据FPGA返回的回放页地址请求指令不断的向FPGA发送步骤S6保留的索引页地址，直至所有索引地址均发送给FPGA并收到FPGA发送回放页地址耗尽指令时进入步骤S8；
S8、停止传输，软件逻辑重新切回至空闲态等待接收下一次回放指令。
本发明所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，作为优选方式，索引信息包括概要索引信息和详细索引信息。
本发明所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，作为优选方式，概要索引信息依次包括索引地址、起始时间、结束时间、数据块1-4结束页地址和存放影像的CCD数据范围。
本发明所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，作为优选方式，索引地址为影像存储在MRAM中的首地址，起始时间、结束时间分别用于记录采集影像的起始时间和结束时间，数据块1-4结束页地址用于记录影像在MRAM中记录停止时四个地址表明存储范围，存放影像的CCD数据范围包括：条带号、起始行号和页数。
本发明所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，作为优选方式，概要索引信息的大小为256B。
本发明所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，作为优选方式，详细索引信息依次包括数据页地址、时标和采集影像时详细信息。
本发明所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，作为优选方式，数据页地址为影像直接索引信息，数据页地址为影像详细信息存储在MRAM首地址，时标为采集影像的时间，采集影像时详细信息包括相机号、CCD号、条带号和起始行号。
本发明所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，作为优选方式，详细索引信息的大小为511*24B。
本发明所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，作为优选方式，在步骤S2-S6中收到外部的停止回放命令时均进入步骤S8。
本发明用于卫星、载人航天器、空间实验室、深空探测器等空间飞行器用存储设备的文件模块的管理。
收到一条检索回放指令后：
(1)存储器固态整机加电后，软件逻辑经过初始化进入空闲态等待接收外部指令。
(2)接收到外部传来的检索回放指令后，判断检索的影像文件是否存在。若文件不存在则直接进入第6步，文件存在则准备按要求进行检索，进入第3步。
(3)向FPGA发送索引地址以获取该地址内存储的影像相关信息，对收到的索引信息中的概要信息进行判断，若概要信息中的影像信息范围与检索范围有重叠则保留此次索引地址，无则继续向FPGA发送索引地址重复步骤3直至该文件所有索引地址均被检索一次后，进入第4步。
(4)判断是否有满足条件的索引地址，若无满足条件的索引地址则直接进入第6步，若存在满足条件的索引地址则向FPGA发送索引地址以获取该地址存储的影像相关信息，对收到的索引信息中的详细信息进行判断，若详细信息中的影像信息范围与检索范围有重叠则保留对应的索引页地址，重复向FPGA发送索引地址直至所有满足索引地址均被检索一次后，进入第5步。
(5)向FPGA发送满足条件的索引页地址和启动回放指令开始传输有效的影像信息，在回放过程中根据FPGA返回的回放页地址请求指令不断的向FPGA发送索引页地址，所有满足条件的索引页地址均发送给FPGA后会收到FPGA发送回放页地址耗尽指令进入第6步，在2-5任意一步中收到外部的停止回放时均会直接进入第6步。
(6)停止传输，设备重新切回至空闲态等待接收下一次回放指令。
本发明中影像的索引节点数据格式图，表明了固态存储器收到各种载荷数据时在MRAM中的存储格式，主要分为概要索引信息和详细索引信息两部分。上半部分256B是影像的概要索引信息，其中索引地址是影像存储在MRAM中的首地址；起始时间和结束时间用来记录采集影像的起始和结束时间；数据块1-4结束页地址记录影像在MRAM中记录停止时四个地址，用来表明存储范围；条带号、起始行号和页数共同构成了存放影像某一CCD的数据范围。下半部分511*24B是影像的详细索引信息，其中数据页地址为影像直接索引信息，是影像详细信息存储在MRAM首地址；时标为采集影像的时间；相机号、CCD号、条带号和起始行号为采集影像时的详细信息。
本发明具有以下优点：
(1)采用本发明所述方法使得存储设备能够在轨灵活检索各类相机、不同条带的影像信息，使得存储设备可以适应卫星及空间飞行器的多种类载荷数据管理的新模式要求。本发明能快速精确检索到所需的有效信息，减少了传输的数据量，客观上降低了对数据传输的要求，可为灾害应急等方面提供技术支持，使其逐渐向着卫星及空间飞行器数据的存储服务中心发展。同时使得存储设备成为了空间科学试验及测绘类遥感卫星中不可或缺的关键性数据支撑平台。
(2)拓展了存储设备工作模式，使其在既能适应多类载荷数据回放管理也能适用特定载荷数据回放管理；
(3)实现了存储设备检索回放文件模式，使得存储设备突破了单一的回放模式，具有了根据需求适时精确传输数据的能力；
(4)实现了存储设备各类检索文件模块并存且独立管理，大大减少长时间传输所需的功耗；
(5)实现了不同工作模式的载荷管理互不干扰，并行工作；
(6)实现了存储设备在短暂的过境时间内全速传输载荷数据，保证地面站能接收到更多的有效信息。
附图说明
图1为一种星载固态存储器的快速检索方法实施例1流程图；
图2为一种星载固态存储器的快速检索方法索引节点数据格式图；
图3为一种星载固态存储器的快速检索方法实施例2流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
如图1所示，一种星载固态存储器的快速检索方法，包括以下步骤：
S1、星载固态存储器整机加电后，软件逻辑经过初始化进入空闲态等待接收外部指令；
S2、接收到外部传来的检索回放指令后，判断检索的影像文件是否存在；如果是，则进入步骤S3；如果否，则进入步骤S8；
S3、向FPGA发送索引地址，接收FPGA返回的索引信息；
S4、判断索引信息中概要索引信息的影像信息范围与检索回放指令的检索范围是否有重叠，如果是，则保留索引地址，如果否，则不保留所述索引地址；返回步骤S3，直至所有索引地址均被检索一次，进入步骤S5；
S5、判断是否有满足条件的索引地址，如果是，则向FPGA发送步骤S4保留的索引地址，接收FPGA返回的索引信息，进入步骤S6；如果否，则进入步骤S8；
S6、判断索引信息中详细索引信息的影像信息范围与检索回放指令的检索范围是否有重叠，如果是，则保留索引地址，如果否，则不保留所述索引地址；返回步骤S5，直至步骤S4保留的所有索引地址均被检索一次后，进入步骤S7；
S7、向FPGA发送步骤S6保留的索引地址、启动回放指令开始传输有效的影像信息，在回放过程中根据FPGA返回的回放页地址请求指令不断的向FPGA发送步骤S6保留的索引页地址，直至所有索引地址均发送给FPGA并收到FPGA发送回放页地址耗尽指令时进入步骤S8；
S8、停止传输，软件逻辑重新切回至空闲态等待接收下一次回放指令；
在步骤S2-S6中收到外部的停止回放命令时均进入步骤S8；
如图2所示，索引信息包括概要索引信息和详细索引信息；
概要索引信息依次包括索引地址、起始时间、结束时间、数据块1-4结束页地址和存放影像的CCD数据范围；索引地址为影像存储在MRAM中的首地址，起始时间、结束时间分别用于记录采集影像的起始时间和结束时间，数据块1-4结束页地址用于记录影像在MRAM中记录停止时四个地址表明存储范围，存放影像的CCD数据范围包括：条带号、起始行号和页数；概要索引信息的大小为256B；
详细索引信息依次包括数据页地址、时标和采集影像时详细信息；数据页地址为影像直接索引信息，数据页地址为影像详细信息存储在MRAM首地址，时标为采集影像的时间，采集影像时详细信息包括相机号、CCD号、条带号和起始行号；
详细索引信息的大小为511*24B。
实施例2
如图3所示，一种星载固态存储器的快速检索方法，具体实施过程为：
以收到一条检索回放指令为例，对本发明具体实施方式做进一步介绍。
(1)存储器固态整机加电后，软件逻辑经过初始化进入空闲态等待接收外部指令。
(2)接收到外部传来的检索回放指令后，判断检索的影像文件是否存在。若文件不存在则直接进入第6步，文件存在则准备按要求进行检索，进入第3步。
(3)向FPGA发送索引地址以获取该地址内存储的影像相关信息，对收到的索引信息中的概要信息进行判断，若概要信息中的影像信息范围与检索范围有重叠则保留此次索引地址，无则继续向FPGA发送索引地址重复步骤3直至该文件所有索引地址均被检索一次后，进入第4步。
(4)判断是否有满足条件的索引地址，若无满足条件的索引地址则直接进入第6步，若存在满足条件的索引地址则向FPGA发送索引地址以获取该地址存储的影像相关信息，对收到的索引信息中的详细信息进行判断，若详细信息中的影像信息范围与检索范围有重叠则保留对应的索引页地址，重复向FPGA发送索引地址直至所有满足索引地址均被检索一次后，进入第5步。
(5)向FPGA发送满足条件的索引页地址和启动回放指令开始传输有效的影像信息，在回放过程中根据FPGA返回的回放页地址请求指令不断的向FPGA发送索引页地址，所有满足条件的索引页地址均发送给FPGA后会收到FPGA发送回放页地址耗尽指令进入第6步，在2-5任意一步中收到外部的停止回放时均会直接进入第6步。
(6)停止传输，设备重新切回至空闲态等待接收下一次回放指令。
本实施例中影像的索引节点数据格式图，表明了固态存储器收到各种载荷数据时在MRAM中的存储格式，主要分为概要索引信息和详细索引信息两部分。图2上半部分256B是影像的概要索引信息，其中索引地址是影像存储在MRAM中的首地址；起始时间和结束时间用来记录采集影像的起始和结束时间；数据块1-4结束页地址记录影像在MRAM中记录停止时四个地址，用来表明存储范围；条带号、起始行号和页数共同构成了存放影像某一CCD的数据范围。图2下半部分511*24B是影像的详细索引信息，其中数据页地址为影像直接索引信息，是影像详细信息存储在MRAM首地址；时标为采集影像的时间；相机号、CCD号、条带号和起始行号为采集影像时的详细信息。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种星载固态存储器的快速检索方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、星载固态存储器整机加电后，软件逻辑经过初始化进入空闲态等待接收外部指令；
S2、接收到外部传来的检索回放指令后，判断检索的影像文件是否存在；如果是，则进入步骤S3；如果否，则进入步骤S8；
S3、向FPGA发送索引地址，接收FPGA返回的索引信息；
S4、判断所述索引信息中概要索引信息的影像信息范围与所述检索回放指令的检索范围是否有重叠，如果是，则保留所述索引地址，如果否，则不保留所述索引地址；返回步骤S3，直至所有所述索引地址均被检索一次，进入步骤S5；
S5、判断是否有满足条件的索引地址，如果是，则向FPGA发送步骤S4保留的所述索引地址，接收FPGA返回的索引信息，进入步骤S6；如果否，则进入步骤S8；
S6、判断所述索引信息中详细索引信息的影像信息范围与所述检索回放指令的检索范围是否有重叠，如果是，则保留所述索引地址，如果否，则不保留所述索引地址；返回步骤S5，直至步骤S4保留的所有所述索引地址均被检索一次，进入步骤S7；
S7、向FPGA发送步骤S6保留的所述索引地址、启动回放指令开始传输有效的影像信息，在回放过程中根据FPGA返回的回放页地址请求指令不断的向FPGA发送步骤S6保留的所述索引页地址，直至所有所述索引地址均发送给FPGA并收到FPGA发送回放页地址耗尽指令时进入步骤S8；
S8、停止传输，所述软件逻辑重新切回至空闲态等待接收下一次回放指令。
2.根据权利要求1所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，其特征在于：所述索引信息包括概要索引信息和详细索引信息。
3.根据权利要求2所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，其特征在于：所述概要索引信息依次包括索引地址、起始时间、结束时间、数据块1-4结束页地址和存放影像的CCD数据范围。
4.根据权利要求3所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，其特征在于：所述索引地址为影像存储在MRAM中的首地址，所述起始时间、所述结束时间分别用于记录采集影像的起始时间和结束时间，所述数据块1-4结束页地址用于记录影像在MRAM中记录停止时四个地址表明存储范围，所述存放影像的CCD数据范围包括：条带号、起始行号和页数。
5.根据权利要求2所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，其特征在于：所述概要索引信息的大小为256B。
6.根据权利要求2所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，其特征在于：所述详细索引信息依次包括数据页地址、时标和采集影像时详细信息。
7.根据权利要求6所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，其特征在于：所述数据页地址为影像直接索引信息，所述数据页地址为影像详细信息存储在MRAM首地址，所述时标为采集影像的时间，所述采集影像时详细信息包括相机号、CCD号、条带号和起始行号。
8.根据权利要求7所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，其特征在于：所述详细索引信息的大小为511*24B。
9.根据权利要求1所述的一种星载固态存储器的快速检索方法，其特征在于：在步骤S2-S6中收到外部的停止回放命令时均进入步骤S8。
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