一种基于asic的高可靠参数配置方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及到电子系统可靠性加固技术领域，特指一种基于ASIC的高可靠参数配置的方法。
【背景技术】
[0002]随着航天探测任务需求的不断提高，对空间电子系统的功能要求越来越高。为了完成复杂的航天探测任务，以FPGA(Field Programmable Gate Array)为代表的大规模集成电路芯片在电子系统中得到了广泛的应用。由于空间辐射环境引起的单粒子效应能够使集成电路发生逻辑状态翻转、逻辑功能的瞬时异常或中断，而且随着CMOS (ComplementaryMetal Oxide Semiconductors)工艺的下降，PN结的阈值电压降低，如FPGA、处理器等大规模集成电路面临单粒子效应威胁日趋严峻，而目前还没有一种方式可以通过芯片设计完全避免单粒子效应对集成电路正常工作的影响。
[0003]对于定制或半定制的专用集成芯片(ASIC Applicat1n Specific IntegratedCircuit)，对比FPGA具备较强的抗单粒子效应的能力。专用集成芯片具有制作成本高、周期较长以及芯片功能相对确定的特点，因此如何扩展ASIC的应用领域是ASIC设计面临的一个亟待解决的问题。而通过参数配置使ASIC芯片可以满足不同应用场合的需求，这是扩大ASIC芯片应用范围的重要技术途径。在以上ASIC扩展应用的现实需求下，如何保证ASIC配置参数的可靠性是确保ASIC芯片在轨应用可靠性需要解决的关键问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种易于实现、参数配置可靠的基于ASIC的高可靠参数配置的方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种基于ASIC的高可靠参数配置方法，其步骤为:
[0007]S1:通过ASIC方法配置硬件结构；
[0008]S2:对芯片配置参数进行加固，根据系统芯片的功能划分进行冗余及增加模块参数识别标识，用于区分各模块的参数；
[0009]S3:将需配置参数存储在系统芯片外部的可编程只读存储器PROM中；
[0010]S4:在系统芯片上电后，判定系统芯片内部时钟工作稳定后，开启参数配置模块；
[0011]S5:通过系统芯片内部的参数配置模块，开始读取存储在系统芯片外部PROM中的配置参数数据；
[0012]S6:系统芯片内部参数配置模块，对读取的配置数据进行数据的可靠性选择，若选取到正确参数，则判定读取数据正确；否则，进入步骤S5重新读取配置数据；
[0013]S7:根据读取的参数识别各模块的配置参数的识别标识，对各模块的参数数据进行分解及组帧，并将参数配置到各功能模块中；
[0014]S8:完成初始配置，系统芯片根据配置的参数开始正常运行工作；
[0015]S9:启动配置参数的实时检测，若检验结果表明正确则判定当前系统参数工作正常；若有误则进入步骤S5，重新对系统芯片参数进行配置，配置过程中系统芯片始终处于正常工作状态；
[0016]SlO:根据设定时间，每隔一段时间后重复步骤S9，检测当前系统运行参数是否正常，若正常则等待下一次检测；若有误，重新对参数进行配置。
[0017]作为本发明的进一步改进:在所述步骤SI中，通过ASIC方法配置的硬件结构包括ASIC芯片和PROM存储芯片，所述PR0MPR0M存储芯片用来存储配置数据，所述ASIC芯片只对PROM存储芯片进行读取操作。
[0018]作为本发明的进一步改进:在所述步骤S2中进行芯片配置参数加固的具体流程为:
[0019]S201:根据系统芯片划分的η个功能模块，将配置参数划分成η个部分，并为各模块设定唯一的模块参数识别标识；
[0020]S202:功能模块m，完成某种特定的功能，需要配置参数i个，则该i个配置参数为功能模块m的模块参数，并在该模块参数前给定唯一的模块参数识别标识2n-1，识别标识按字节补齐；
[0021]S203:将所有参数数据按照PROM的位宽格式做统一拆分为一个字节一个数据形式；
[0022]S204:对各功能模块参数按字节进行和校验；将校验结果作为参数之一存放在各模块参数中；
[0023]S205:将拆分后参数做三模冗余设计，即对每个字节数据复制成3份；
[0024]S206:设计基于PROM格式的参数配置文件；
[0025]S207:将生成的数据文件装载到PROM中。
[0026]作为本发明的进一步改进:在所述步骤S4中进行上电加载参数配置过程的具体流程如下:
[0027]S401:系统芯片上电过程，系统芯片的内部时钟存在短暂的稳定工作前的过渡期；
[0028]S402:根据芯片内部的设计，判定系统芯片的内部时钟是否为稳定，判定稳定后启动参数配置模块；
[0029]S403:根据PROM的操作方式，通过控制信号对PROM的内部数据读取地址进行清零操作；
[0030]S404:参数配置模块，开始从PROM内部存储的第一个数据开始读取PROM中存储的配置参数；
[0031]S405:读取到PROM的数据后，进行三选一的数据选取操作，若三个数据中，任何两个读取到的数据相同，则选用该数据作为该使用的数据；否则，则认定该次读取数据出现错误，重新进行上述步骤S405中的操作，重新开始读取数据；
[0032]S406:对读取后的数据按照系统芯片的模块划分进行模块标识识别；
[0033]S407:检测到某个模块的识别标识后，开始对识别标识后的数据进行数据组帧，将组帧后的数据作为寄存器进行存储；
[0034]S408:完成所有模块参数的组帧后，释放配置完成信号，作为系统芯片开始正常工作的使能信号。
[0035]作为本发明的进一步改进:进行参数检测重配置的具体流程如下:
[0036]S1001:设定参数的检测间隔时间，按照检测间隔时间，每隔一段时间开启一次参数运行正确性检测；其中检测间隔时间为参数检验模块的配置参数，根据需求及芯片工作时钟设计计数器，根据配置的间隔时间参数，完成等间隔时间参数检测；
[0037]S1002:在完成初始参数配置过程后，根据设定的检测间隔时间，开启芯片配置参数的检测过程；
[0038]S1003:根据当前芯片中运行的参数，在芯片内部完成各模块参数的和校验，计算出和校验结果；
[0039]S1004:读取存放在PROM中各模块参数的和校验结果；
[0040]S1005:比较各功能模块芯片内部和校验结果与存放在PROM中的和校验结果，若结果一致，认定该模块运行的配置参数正确；否则，认定该模块运行参数有误，对参数进行重配置，标记该模块；
[0041]S1006:设定需重配置模块标记寄存器为2η_1，η为芯片的模块总数，若在步骤S1005中检测到模块m的运行参数有误，则需重配置模块标记寄存器减去2m \即将需重配置模块标记寄存器的第m-Ι位置为O ;
[0042]S1007:对标记的模块进行参数重配置，通过重复上述步骤S1005、S1006、S1007完成；
[0043]S1008:若重新配置，即完成配置参数的动态重构，无需中断芯片的正常工作。
[0044]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0045]1、本发明的基于ASIC的高可靠参数配置的方法，采用ASIC+PR0M的系统配置方式，能够确保ASIC配置参数的可靠存储以及灵活读取。
[0046]2、本发明的基于ASIC的高可靠参数配置的方法，配置参数的加固设计，包括参数的模块划分、参数标识以及参数校验，能够确保参数读取和使用过程中的可靠性。
[0047]3、本发明的基于ASIC的高可靠参数配置的方法，配置参数的实时检测机制能够确保芯片在运行期间使用参数的正确性。
【附图说明】
[0048]图1是本发明的流程示意图。
[0049]图2是本发明在应用实例中的拓扑结构示意图。
[0050]图3是本发明在具体应用实例中进行芯片配置参数加固的流程示意图。
[0051]图4是本发明在具体应用实例中进行上电加载参数配置过程的流程示意图。
[0052]图5是本发明在具体应用实例中进行参数检测重配置的流程示意图。
【具体实施方式】
[0053]以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0054]如图1所示，本发明的基于ASIC的高可靠参数配置方法，步骤为:
[0055]S1:ASIC配置的硬件结构；
[0056]S2:对芯片配置参数进行加固，根据系统芯片的功能划分进行冗余及增加模块参数识别标识，用于区分各模块的参数；
[0057]S3:将需配置参数存储在系统芯片外部的可编程只读存储器(以下简称PROMProgrammable Read-Only Memory)中；
[0058]S4:在系统芯片上电后，判定系统芯片内部时钟工作稳定后，开启参数配置模块；
[0059]S5:通过系统芯片内部的参数配置模块，开始读取存储在系统芯片外部PROM中的配置参数数据；
[0060]S6:系统芯片内部参数配置模块，对读取的配置数据进行数据的可靠性选择，若选取到正确参数，则判定读取数据正确；否则，进入步骤S5重新读取配置数据；
[0061]S7:根据读取的参数识别各模块的配置参数的识别标识，对各模块的参数数据进行分解及组帧，并将参数配置到各功能模块中；
[0062]S8:完成初始配置，系统芯片根据配置的参数开始正常运行工作；
[0063]S9:启动配置参数的实时检测，若检验结果表明正确则判定当前系统参数工作正常；若有误则进入步骤S5，重新对系统芯片参数进行配置，配置过程中系统芯片始终处于正常工作状态；
[0064]SlO:根据设定时间，每隔一段时间后重复步骤S9，检测当前系统运行参数是否正常，若正常则等待下一次检测；若有误，可重新对参数进行配置。
[0065]如图2所示，为在具体应用实例中芯片配置的拓扑结构示意图，通过ASIC配置方法的硬件结构由