[发明专利]一种基于校验的程序块三模存储方法

说明书

本发明提供一种基于校验的程序块三模存储方法，首先将待注入程序划分为N个程序块，并对每个程序块进行校验，以到第一校验和；然后在程序存储区注入两次待注入程序及第一校验和，两次注入的程序分别记为主程序及备份程序；将主程序划分为N个程序块，在程序运行过程中，对每个程序块进行校验，以到第二校验和；将备份程序划分为N个程序块，并对每个程序块进行校验，以到第三校验和；以及比较校验和、第二校验和以及第三校验和：若三者一致，则不进行操作；若三者不一致，则对程序或校验和进行更新，并重新校验。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及一种基于校验的程序块三模存储方法。

背景技术

空间环境辐射效应是诱发航天器异常和故障的主要原因之一。宇宙空间充满了各种形态的物质，如等离子体、各种能量的带电粒子，对空间飞行器可能产生有害的影响。单粒子效应是其中最典型的一种。单粒子效应是指单个高能质子或重离子入射电子元器件上引发的辐射效应，其根据机理不同可分为：单粒子翻转、锁定、烧毁、栅击穿等。通常，可通过芯片自身防辐射加固，飞行器本身防辐射加固等方式改善单粒子效应。

常用的单粒子防护手段有EDAC、三模冗余、定时刷新等。其中，EDAC的实现原理是在传输的数据源码中加入一些检验码，使这些数据源码与检验码之间根据一定规则建立关系，当合法数据编码出现错误时，数据源码与检验码之间的关系被破坏，形成非法编码，而接收端可以通过检测编码的合法性来发现错误直至纠正错误。一般宇航级处理器自带EDAC功能，如不具备则需要配置另外的防护措施。

三模冗余则指对程序运行有重大影响的标志及对运算结构起关键作用的参数或代码进行三份存储、表决。经过三模表决发现单粒子打翻的情况，启动刷新程序，利用三模表决结果纠正打翻的bit。该方法对资源消耗极大，代码冗余量达到2/3以上。

上述两类方法是目前应对在轨单粒子效应的常用手段，根据芯片类型的不同、资源配置情况不同，可以合理选择一种方式进行单粒子防护。

实际使用中，随着卫星功能越来越强大，芯片资源利用率几乎达到极限。受限于宇航级芯片有限的资源，为实现卫星复杂功能性能，在考虑卫星功耗、热耗、代价的前提下，往往无法做到在轨程序的全三模冗余，一般是在程序设计时优先保障程序运行区及关键参数存储区的数据三模冗余，而代码存储区、程序加载等环节会作为次优先级考虑。因此，当宇航级芯片自身不具备EDAC功能时，对于处理器中运行的大程序、存储器中存储的程序数据和重要数据等，需要一种全新的、更有效的、资源占用更少的方法，代替传统的需要大量冗余资源实现EDAC或三模冗余的方式。

发明内容

针对现有技术中的部分或全部问题，本发明提供一种基于校验的程序块三模存储方法，包括：

将待注入程序划分为N个程序块，并对每个程序块进行校验，以到第一校验和；

在程序存储区注入两次待注入程序及第一校验和，注入的两次待注入程序分别记为主程序及备份程序；

将所述主程序划分为N个程序块，在程序运行过程中，对每个程序块进行校验，以到第二校验和；

将所述备份程序划分为N个程序块，并对每个程序块进行校验，以到第三校验和；以及

比较所述第一校验和、第二校验和以及第三校验和：

若三者一致，则不进行操作；以及

若三者不一致，则对程序或校验和进行更新，并重新校验。

进一步地，所述第一校验和和/或第二校验和和/或第三校验和通过异或校验得到。

进一步地，所述异或校验按每32位进行，所述第一校验和和/或第二校验和和/或第三校验和为N*32位的数组。

进一步地，所述程序块三模存储方法包括：