CN116820815A - 基于dsp和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法及系统，该系统包括：DSP，看门狗芯片，SRAM，EEPROM；该方法包括以下步骤：初始化通用串口；初始化定时器及存储区；喂狗；设置不喂狗，进入死循环模块，经过预设时间后狗叫复位。本发明的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法及系统，采用看门狗芯片和DSP芯片本身资源结合，实现抗单粒子翻转的空间光学载荷自恢复的方法及系统。发生单粒子翻转事件后，通过定期复位的方式实现系统状态更新和状态自动恢复，不需地面干预，硬件简单，具有高容错性的特点。
Description
技术领域
本发明涉及空间光学载荷技术领域，特别涉及一种基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法及系统。
背景技术
空间光学载荷通常采用高性能数字信号处理器DSP(Digital signal processor，DSP)进行模式处理及过程控制。由于需要长期在轨工作，会受到空间环境影响，容易发生单粒子翻转效应(SEU)，造成DSP系统功能异常。
空间光学载荷DSP系统常使用辐照加固的抗单粒子器件或通过软件方法来进行单粒子防护。软件单粒子防护主要方法有重要数据冗余存储3份，使用时3取2的方法，该方法只能对DSP系统的运行数据区进行保护，无法对运行程序区及内部寄存器进行防护。还有EDAC方法，EDAC纠错一般只能纠正1位数据翻转，无法纠正多位数据翻转。存储区定时刷新是对运行存储区进行更新达到恢复错误状态的目的。而EDAC纠错、存储区定时刷新的方法，需要额外的硬件或算法支持。上述方法只能对DSP系统的外部存储器SRAM(Static
Random Access Memory，SRAM)进行防护，无法对DSP内部寄存器进行有效防护，也无法完全避免单粒子事件。发生单粒子翻转事件后，一般需要地面测控进行干预处理，需对空间光学载荷工作进行中断后重新配置。而加固器件成本高，且上述方法也无法完全避免单粒子事件，发生单粒子翻转事件后，一般需要地面测控进行干预处理。
发明内容
本发明要解决现有技术中的技术问题，提供一种基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法及系统。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
一种基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法，其适用的系统包括：DSP，看门狗芯片，SRAM，EEPROM；所述DSP分别与所述看门狗芯片，所述SRAM以及所述EEPROM相连；所述DSP内部设有RAM；
系统加电或定期复位后，所述看门狗芯片用来对所述DSP进行复位；复位完成后，所述DSP用来引导程序通过地址、数据总线，将所述EEPROM中的程序搬移到所述SRAM；
所述DSP用来判断复位种类，如果有定期复位标志，则将所述RAM内的保存数据进行3取2后搬移到所述SRAM的运行数据区，实现定时复位之后的系统状态恢复功能；
所述DSP内部设有定时器，进行定时复位时间计数；所述DSP用来按照一定的查询周期查询定时复位时间计数，如果计数大于等于定时复位周期，将所述SRAM中需保存的状态数据存储到所述RAM的3个不同内域内，并设置定期复位标志；然后软件进入死循环，不进行喂狗；一定时间后所述看门狗芯片狗叫复位；
该基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法包括以下步骤：
步骤1：初始化通用串口；
步骤2：初始化定时器及存储区；
步骤3：喂狗；判断处理定时复位标志，处理定时器中断，定期复位保存数据；
步骤4：设置不喂狗，进入死循环模块，经过预设时间后狗叫复位。
在上述技术方案中，步骤3中，判断处理定时复位标志的具体步骤为：
系统上电启动后，判断复位状态是上电复位还是定时复位；如果是定时复位标志等于5a5a5a5aH时，则将所述RAM中的数据恢复到所述SRAM数据区中。
在上述技术方案中，步骤3中，处理定时器中断的具体步骤为：
定时器中断处理函数中，判断如果定时复位计数大于6120s时，设置定时复位周期到标志，定时复位计数清零。
在上述技术方案中，步骤3中，定期复位保存数据的具体步骤为：
如果有定时复位周期到标志，设置复位状态为5a5a5a5aH；保存所述SRAM区的运行状态到所述RAM。
在上述技术方案中，步骤4中的预设时间为1.6s。
一种基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法适用的系统，包括：DSP，看门狗芯片，SRAM，EEPROM；所述DSP分别与所述看门狗芯片，所述SRAM以及所述EEPROM相连；所述DSP内部设有RAM；
系统加电或定期复位后，所述看门狗芯片用来对所述DSP进行复位；复位完成后，所述DSP用来引导程序通过地址、数据总线，将所述EEPROM中的程序搬移到所述SRAM；
所述DSP用来判断复位种类，如果有定期复位标志，则将所述RAM内的保存数据进行3取2后搬移到所述SRAM的运行数据区，实现定时复位之后的系统状态恢复功能；
所述DSP内部设有定时器，进行定时复位时间计数；所述DSP用来按照一定的查询周期查询定时复位时间计数，如果计数大于等于定时复位周期，将所述SRAM中需保存的状态数据存储到所述RAM的3个不同内域内，并设置定期复位标志；然后软件进入死循环，不进行喂狗；一定时间后所述看门狗芯片狗叫复位。
在上述技术方案中，DSP型号为SMV320C6701GLPW14；
看门狗芯片型号MAX706MJA；
EEPROM芯片型号为3DEE1M08VS1192MSA00M。
在上述技术方案中，所述看门狗芯片的复位输出与所述DSP的复位端连接。
在上述技术方案中，所述看门狗芯片使用DSP6701的同步串口0，作为通用I/0的输出口，进行喂狗操作。
在上述技术方案中，所述SRAM区地址使用16000H作为运行状态区首地址；所述RAM区地址使用8000D000H、8000E0000H、8000F000H作为状态保存区，使用8000A000H为复位状态保存地址。
本发明具有以下有益效果：
本发明的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法及系统，采用看门狗芯片和DSP芯片本身资源结合，实现抗单粒子翻转的空间光学载荷自恢复的方法及系统。发生单粒子翻转事件后，通过定期复位的方式实现系统状态更新和状态自动恢复，不需地面干预，硬件简单，具有高容错性的特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法适用的系统的组成示意图。
图2为本发明的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法的定时复位处理流程示意图。
图3为本发明的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法的数据保存、恢复流程示意图。
具体实施方式
本发明的发明思想为：
本发明采用看门狗芯片和DSP芯片本身资源结合来实现抗单粒子翻转及自恢复。本发明使用DSP内部定时器实现定时复位计数，定时时间到，主动不进行喂狗，而其他时间正常喂狗，从而实现了定时复位的功能。为了实现复位前后运行状态一致，复位前将外部SRAM区的运行状态数据保存到DSP系统的内部RAM(Random Access Memory，RAM)，复位后，重新加载启动DSP，实现DSP系统内部寄存器和外部存储区的刷新，然后将DSP内部RAM区的数据恢复到外部SRAM区，实现系统运行状态的自动恢复。
采用本发明的方法不仅能够抗多位数据单粒子翻转，对DSP系统的外部存储区和内部寄存器进行有效防护，硬件设计简单，成本低，而且使用内部定时器，复位周期灵活可变，具有不用地面测控干预，自动恢复的优点。
本发明解决的技术问题在于空间光学载荷的DSP系统抗单粒子翻转防护和恢复，适用于长期工作、容易遇到空间单粒子翻转事件的空间光学载荷，具有硬件简单、不用地面测控干预，能够自动恢复的优点。
本发明中提到英文缩写包括：
EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory)带电可擦可编程只读存储器，是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。
SRAM(Static Random-Access Memory)静态随机存取存储器，是随机存取存储器的一种。
DSP(Digital signal processor)数字信号处理器，是由大规模或超大规模集成电路芯片组成的用来完成数字信号处理任务的处理器。
RAM(Random Access Memory)随机存取存储器，也叫主存，是与CPU直接交换数据的内部存储器。
下面结合附图对本发明做以详细说明。
在以下具体实施方式中，DSP内部RAM，内部RAM均是指RAM；DSP外部RAM，外部RAM，外部SRAM均是指SRAM。
本发明的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法，其适用的系统组成见图1所示：
系统加电或定期复位后，看门狗芯片对DSP进行复位。复位完成后，DSP引导程序通过地址、数据总线，将EEPROM中的程序搬移到SRAM。DSP系统应用程序启动。
DSP应用程序判断复位种类，如果有定期复位标志，将DSP的内部RAM区内的保存数据进行3取2后搬移到外部SRAM的运行数据区，实现定时复位之后的系统状态恢复功能；
使用DSP内部定时器进行定时复位时间计数；
按照一定的查询周期查询定时复位时间计数，如果计数大于等于定时复位周期，将外部SRAM中需保存的状态数据存储到DSP的内部RAM的3个不同内域内，并设置定期复位标志；然后软件进入死循环，不进行喂狗。一定时间后看门狗芯片狗叫复位。
下面通过实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
本发明的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法适用的系统，其组成如图1所示。DSP型号为SMV320C6701GLPW14，看门狗芯片型号MAX706MJA，看门狗芯片的复位输出与DSP的复位端连接，使用DSP6701的同步串口0即msbsp0的FSX，作为通用I/0的输出口，进行喂狗操作。EEPROM芯片型号为3DEE1M08VS1192MSA00M，作为DSP代码存储区，外部存储器SRAM型号为AT68166F，作为DSP系统的运行区。DSP上电启动或定时复位加载时，通过读写信号，将EEPROM的程序加载到SRAM区内。DSP外部RAM区地址使用16000H作为运行状态区首地址，DSP内部RAM区地址使用8000D000H、8000E0000H、8000F000H作为状态保存区，使用8000A000H为复位状态保存地址。
本发明的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法，包括以下步骤：
步骤1：初始化通用串口。设置DSP6701的同步串口0即msbsp0串口的FSX位为I/O输出口。
步骤2：初始化定时器及存储区。使用DSP6701内部定时器0，用于进行定时复位计数。设置定时计数周期为1s，定时复位周期设为6120s。定时复位处理流程见图2。
步骤3：喂狗。
程序模块如下：
定时复位标志判断处理：系统上电启动后，DSP软件启动，判断复位状态是上电复位还是定时复位。如果是定时复位标志等于5a5a5a5aH时，则将DSP内部RAM中的数据恢复到外部SRAM数据区中。如图3所示。
定时器中断处理：定时器中断处理函数中，判断如果定时复位计数大于6120s时，设置定时复位周期到标志，定时复位计数清零。
定期复位保存数据处理：如果有定时复位周期到标志，设置复位状态为5a5a5a5aH(定时复位)。保存外部SRAM区的运行状态到DSP6701内部RAM。如图3所示。
步骤4：设置不喂狗，进入死循环模块，1.6s后狗叫复位。
死循环程序模块如下：
while(1)。
本发明的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法及系统，采用看门狗芯片和DSP芯片本身资源结合，实现抗单粒子翻转的空间光学载荷自恢复的方法及系统。发生单粒子翻转事件后，通过定期复位的方式实现系统状态更新和状态自动恢复，不需地面干预，硬件简单，具有高容错性的特点。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法，其适用的系统包括：DSP，看门狗芯片，SRAM，EEPROM；所述DSP分别与所述看门狗芯片，所述SRAM以及所述EEPROM相连；所述DSP内部设有RAM；
系统加电或定期复位后，所述看门狗芯片用来对所述DSP进行复位；复位完成后，所述DSP用来引导程序通过地址、数据总线，将所述EEPROM中的程序搬移到所述SRAM；
所述DSP用来判断复位种类，如果有定期复位标志，则将所述RAM内的保存数据进行3取2后搬移到所述SRAM的运行数据区，实现定时复位之后的系统状态恢复功能；
所述DSP内部设有定时器，进行定时复位时间计数；所述DSP用来按照一定的查询周期查询定时复位时间计数，如果计数大于等于定时复位周期，将所述SRAM中需保存的状态数据存储到所述RAM的3个不同内域内，并设置定期复位标志；然后软件进入死循环，不进行喂狗；一定时间后所述看门狗芯片狗叫复位；
其特征在于，
该基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法包括以下步骤：
步骤1：初始化通用串口；
步骤2：初始化定时器及存储区；
步骤3：喂狗；判断处理定时复位标志，处理定时器中断，定期复位保存数据；
步骤4：设置不喂狗，进入死循环模块，经过预设时间后狗叫复位。
2.根据权利要求1所述的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法，其特征在于，步骤3中，判断处理定时复位标志的具体步骤为：
系统上电启动后，判断复位状态是上电复位还是定时复位；如果是定时复位标志等于5a5a5a5aH时，则将所述RAM中的数据恢复到所述SRAM数据区中。
3.根据权利要求1所述的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法，其特征在于，步骤3中，处理定时器中断的具体步骤为：
定时器中断处理函数中，判断如果定时复位计数大于6120s时，设置定时复位周期到标志，定时复位计数清零。
4.根据权利要求1所述的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法，其特征在于，步骤3中，定期复位保存数据的具体步骤为：
如果有定时复位周期到标志，设置复位状态为5a5a5a5aH；保存所述SRAM区的运行状态到所述RAM。
5.根据权利要求1所述的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法，其特征在于，步骤4中的预设时间为1.6s。
6.一种基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法适用的系统，其特征在于，包括：DSP，看门狗芯片，SRAM，EEPROM；所述DSP分别与所述看门狗芯片，所述SRAM以及所述EEPROM相连；所述DSP内部设有RAM；
系统加电或定期复位后，所述看门狗芯片用来对所述DSP进行复位；复位完成后，所述DSP用来引导程序通过地址、数据总线，将所述EEPROM中的程序搬移到所述SRAM；
所述DSP用来判断复位种类，如果有定期复位标志，则将所述RAM内的保存数据进行3取2后搬移到所述SRAM的运行数据区，实现定时复位之后的系统状态恢复功能；
所述DSP内部设有定时器，进行定时复位时间计数；所述DSP用来按照一定的查询周期查询定时复位时间计数，如果计数大于等于定时复位周期，将所述SRAM中需保存的状态数据存储到所述RAM的3个不同内域内，并设置定期复位标志；然后软件进入死循环，不进行喂狗；一定时间后所述看门狗芯片狗叫复位。
7.根据权利要求6所述的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法适用的系统，其特征在于，
DSP型号为SMV320C6701GLPW14；
看门狗芯片型号MAX706MJA；
EEPROM芯片型号为3DEE1M08VS1192MSA00M。
8.根据权利要求6所述的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法适用的系统，其特征在于，所述看门狗芯片的复位输出与所述DSP的复位端连接。
9.根据权利要求6所述的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法适用的系统，其特征在于，所述看门狗芯片使用DSP6701的同步串口0，作为通用I/0的输出口，进行喂狗操作。
10.根据权利要求6所述的基于DSP和看门狗定时复位的空间光学载荷自恢复方法适用的系统，其特征在于，
所述SRAM区地址使用16000H作为运行状态区首地址；
所述RAM区地址使用8000D000H、8000E0000H、8000F000H作为状态保存区，使用8000A000H为复位状态保存地址。
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