[发明专利]一种基于Virtex5器件的位流文件解析方法及定时刷新方法

说明书

一种基于Virtex5器件的位流文件解析方法及定时刷新方法，其中解析方法步骤如下：(1)对Virtex5型至少8个系列的器件进行底层架构分析，确定每个系列器件的资源类型；(2)对每个系列器件的位流文件帧结构进行分析，确定每帧的bit数以及包含的资源类型、大小、位置，计算位流文件的总bit数；(3)根据步骤(1)、(2)的结果，通过ISE生成Virtex5型对应系列器件的位流文件，根据生成的位流文件的总bit数与步骤(2)中计算的总bit数进行比较，判断步骤(1)(2)的分析是否准确，若准确执行步骤(4)，否则重新从步骤(1)开始分析；(4)针对每个系列的器件，根据位流文件的总bit数构建以资源类型长度为未知数的多元方程，得到一个多元方程组，求解该方程组，得到资源类型的大小。

技术领域

本发明属于刷新重构技术。

背景技术

空间辐射环境会导致SRAM型FPGA发生单粒子翻转问题，其严重性将可能引起系统程序的“异常”、“紊乱”或者“死机”等故障，降低星上数字处理设备的可靠性，目前星上FPGA的加固主要依靠定时刷新，而刷新的核心是对位流文件中BRAM资源的抽取，通过抽取对配置文件重新组帧，按照一定的配置时序从而实现刷新，器件厂商已不再提供Virtex5以上器件的相关资料。

文献“一种面向航天应用的高可靠FPGA设计架构研究”，该文在分析以往SRAM型FPGA系统设计的不足后提出了一种采用三模冗余架构(TMR)并对FPGA配置区域进行刷新重载的解决方案，采用马尔可夫模型对该设计方案进行了可靠性评估和仿真。

“基于SRAM型FPGA的容错性设计”，该文介绍了一种基于Xilinx公司Vertix-II系列FPGA的容错性设计，该设计深入研究了动态刷新(Scrubbing)原理，利用反熔丝型FPGA作为控制器实现了对SRAM型FPGA的配置数据进行ms级的周期刷新，并对2种FPGA加入了三模冗余(triple modular redundancy，TMR)及回读比较重加载方法。

“SRAM型FPGA抗单粒子翻转技术研究”，绍了几种抗单粒子翻转方法，并对其进行了比较分析，实现了SRAM型FPGA抗单粒子翻转的系统设计，采用定时刷新的方法抑制翻转位累加，同时通过故障注入的方式对系统进行了实验测试。

专利：“基于SELECTMAP的宇航FPGA通用刷新电路及其实现方法”：“一种SRAM型FPGA的配置、刷新与程序上注一体化系统”

上述三份文献主要针对Virtex2器件的空间单粒子防护开展研究，并采用TRM与配置刷新相结合的加固方法。上述两份专利均是针对Virtex2器件开展的刷新技术研究，Xilinx公司提供了Virtex2相关刷新材料，从Virtex5后Xilinx不再提供任何相关刷新的资料，Virtex5相对于Virtex2在器件资源类型、帧结构、配置文件的大小均发生了较大变化，对于BRAM的资源大小无从获知，因此存在一定的差异性。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种利用空帧数据统计在轨卫星原始数据误码的方法。

本发明的技术解决方案是：一种基于Virtex5器件的位流文件解析方法，步骤如下：

(1)对Virtex5型至少8个系列的器件进行底层架构分析，确定每个系列器件的资源类型；

(2)对每个系列器件的位流文件帧结构进行分析，确定每帧的bit数以及包含的资源类型、大小、位置，计算位流文件的总bit数；

(3)根据步骤(1)、(2)的结果，通过ISE生成Virtex5型对应系列器件的位流文件，根据生成的位流文件的总bit数与步骤(2)中计算的总bit数进行比较，判断步骤(1)(2)的分析是否准确，若准确执行步骤(4)，否则重新从步骤(1)开始分析；