[发明专利]一种高安全性红外图像处理系统

说明书

本发明提供了一种高安全性红外图像处理系统，Camerlink格式红外原始图像经缓存处理后进行非均匀校正，并在进行非均匀校正后分为两路，一路通过直方图统计后进入ARM监控单元中，另外一路依次经过坏元填充和图像滤波后进入SRAM，SRAM再将图像进行灰度映射和伽马校正的图像处理，通过视频生成单元输出camerlink视频。本发明通过加入数据控制单元与ARM监控单元实现占用较低硬件资源情况下对存储单元和图像处理单元安全监控，可解决单粒子翻转潜在安全性问题，满足民机适航安全性要求，具有实时性高、易于小型化、低功耗实现等优点。

技术领域

本发明涉及民机航电机载领域，涉及一种红外图像处理系统。

背景技术

近些年，在民用航空领域因单粒子失效造成航空事故频繁出现，单粒子效应对航空飞行的可靠性、安全性以及寿命都有着很大的影响，对航电系统所产生的危害甚至是致命的。

空间辐射效应主要表现为总剂量效应(totalionizing dose，TID)和单粒子效应(single evente ffect，SEE)，SEE主要表现为单粒子翻转(single evente upset，SEU)和单粒子闩锁(single event latch-up，SEL)。TID和SEL需通过特殊元器件工艺以及退火方式来克服。SEU是高能粒子轰击双稳态单元，使其记忆0或1发生改变，主要发生于存储器和寄存器，它触发的阈值较低，触发概率高。

静态随机存储器由于具有集成度高、存储速度快、低功耗以及与CMOS工艺完全兼容的特点，广泛应用于工业和航空航天等领域。然而，随着晶体管特征尺寸的减小、逻辑密度的增加以及工作电压的降低，使得静态存储器发生SEU的临界电荷阈值显著降低，对高能粒子辐射尤其是单粒子翻转表现出更强的敏感性。高能粒子辐射会使存储单元的逻辑状态发生随机翻转，导致系统功能紊乱，并将产生严重后果。

目前民机机载设备研制过程中，得到广泛应用的芯片主要包括专用集成电路器件ASIC和现场可编程门阵列FPGA。ASIC芯片能够实现高密度、小体积和低功耗，但ASIC一旦制造完成，如果需求发生更改则需要较长周期和巨额研制费用，因此ASIC适用于不需要过多特殊定制、能够大规模量产应用的场合。随着电子工业的飞速发展，FPGA由于兼顾高性能及灵活性，在数字系统设计中得到广泛应用。

现代民机机载系统高度复杂，其大量采用了基于SRAM(Static Random AccessMemory)的复杂电子硬件，例如微处理器，存储器，FPGA等。这些设备中包含SEU敏感部件，一旦受到SEU效应影响，则可能导致计算结果错误、程序执行序列错误，工作异常，甚至是系统的崩溃。因此为保证他们所执行功能的可用性和完整性，应考虑引入特殊设计特征或执行额外的检查，并对SEU效应的安全性影响进行分析。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高安全性红外图像处理系统，所涉及的红外图像处理设备中最易发生SEU的器件是SRAM存储器、基于SRAM的FPGA以及flash存储器。由于存储单元中发生SEU位置是随机的，SEU造成的影响也是多样的。单粒子效应会造成FPGA可编程码点的翻转，很可能影响到电路的功能，当程序中重要标志量或参数发生SEU，会造成执行结果错误、软件跑飞等故障，甚至会引起航空飞行安全性事故。因此对于把安全性放在第一位的民机航电设备来说，在设计时考虑针对SEU的防护措施十分必要。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：