1.本发明属于弹载计算机领域，具体涉及一种定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法。
背景技术：2.弹载计算机通常采用高性能数字信号处理器(digital signal processor，dsp)进行信号处理、通信和飞行控制。在空间辐射环境中，容易受到空间高能等离子体、质子、电子及重离子等辐射形式的轰击，导致dsp处理器(1)的内部存储单元状态改变，存储数据翻转，即单粒子翻转(single event upset，seu)，当seu累积到一定程度或发生在dsp的取指、指令译码和流水线执行等关键部件的状态机中时，则可能造成dsp功能异常。
3.当前seu软件加固的一般方式是对被保护数据运用“三部冗余”技术，即将相同的数据分别存储在dsp处理器(1)的内部存储单元的不同位置，使用时，将三组数据同时读取出来进行对比，采信其中两组相同数据的技术。
4.现有技术可以一定程度抑制seu的危害，但存在以下缺陷：
5.显著增加dsp内部存储空间需求,需求为加固前的三倍；
6.由于每次执行数据读写操作时均需读取或写入三次并进行决策，会大量增加计算负荷，使dsp实际运算性能下降；
7.当三组数据互不相同时，无法确定哪组数据正确，即seu加固失效。
技术实现要素：8.(一)要解决的技术问题
9.本发明要解决的技术问题是如何提供一种一种定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，以解决现有的抗单粒子翻转软件加固方法显著增加dsp内部存储空间需求，大量增加计算负荷，使dsp实际运算性能下降，seu加固失效等方面的问题。
10.(二)技术方案
11.为了解决上述技术问题，本发明提出一种定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，该方法应用于弹载计算机中，弹载计算机包括dsp处理器(1)与非易失存储器(2)，dsp处理器(1)与非易失存储器(2)通过emif总线(3)相连接，dsp处理器(1)用于运行采用单粒子翻转seu加固方法的软件，非易失存储器用于对被保护数据进行备份，emif总线负责支持dsp处理器与非易失存储器间的数据交互；系统初始化时，dsp处理器(1)将被保护数据备份在非易失存储器(2)中；在弹载计算机工作过程中，dsp处理器(1)按一定周期，将存储在非易失存储器(2)中的备份数据更新到dsp处理器(1)的内部存储单元。
12.进一步地，该加固方法的操作步骤包括：
13.第一步：弹载计算机上电，dsp处理器(1)开始运行，将总长度为l的被保护数据，按长度k字节划分为n个数据块，每个数据块分别称为b1、b2、b3、
……
、bn；
14.第二步：将分块后的被保护数据，按顺序备份在非易失存储器(2)中；
15.第三步：配置dsp定时器，设置定时中断为m毫秒；
16.第四步：在定时中断触发时，从dsp处理器(1)的内部存储单元中按顺序每次从非易失存储器(2)向dsp处理器(1)的内部存储单元刷新一个数据块的数据；重复本步骤，直至全部被保护数据刷新完成。
17.进一步地，所述第二步中，将分块后的被保护数据按b1、b2、b3、
…
、bn的顺序备份到非易失存储器(2)中。
18.进一步地，所述第四步中，从dsp处理器(1)的内部存储单元按照b1、b2、b3、
…
、bn的顺序从非易失存储器(2)向dsp处理器(1)的内部存储单元刷新数据块。
19.进一步地，所述第二步中，将分块后的被保护数据按bn、bn-1、
…
、b1的顺序备份到非易失存储器(2)中。
20.进一步地，所述第四步中，从dsp处理器(1)的内部存储单元按照bn、bn-1、
…
、b1的顺序从非易失存储器(2)向dsp处理器(1)的内部存储单元刷新数据块。
21.进一步地，经n次刷新操作后，dsp处理器(1)内部的被保护数据与非易失存储器(2)中备份的数据相同。
22.进一步地，根据seu的影响强度不同调整每个数据块的长度k的值，即每次刷新的数据长度。
23.进一步地，根据dsp处理器(1)计算操作的时间片划分调整定时中断的触发间隔m。
24.进一步地，在dsp处理器(1)空闲时进行刷新操作。
25.(三)有益效果
26.本发明提出一种一种定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，本发明提出的定时刷新的弹载计算机抗seu软件加固方法,本发明具有如下有益效果：
27.不增加dsp内部存储空间需求；
28.按一定的时间周期执行seu加固处理，dsp计算资源分时复用，对正常程序执行流程的影响更小；
29.可以灵活调整数据块的长度和执行seu加固处理的周期，可以在计算资源占用量和seu加固效果之间取得平衡。
附图说明
30.图1为本发明弹载计算机dsp与非易失存储器连接原理图；
31.图2为本发明定时刷新的弹载计算机抗seu软件加固方法流程图；
32.图3为本发明非易失存储器备份数据示意图。
具体实施方式
33.为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
34.本发明的目的是提出一种既不增加dsp内部存储空间占用、不显著降低dsp实际运算性能，又能显著降低单粒子翻转危害的方法。
35.本发明提出的定时刷新的弹载计算机抗seu软件加固方法应用在弹载计算机中，弹载计算机包括dsp处理器(1)与非易失存储器(2)，dsp处理器(1)与非易失存储器(2)通过
emif总线(3)相连接，dsp处理器(1)用于运行采用单粒子翻转seu加固方法的软件，非易失存储器用于对被保护数据进行备份，emif总线负责支持dsp处理器与非易失存储器间的数据交互。原理图如图1所示，采用本发明所述seu加固方法的软件运行在dsp处理器中，非易失存储器负责对被保护数据进行备份，emif总线负责支持dsp处理器与非易失存储器间的数据交互。
36.系统初始化时，dsp处理器(1)将被保护数据备份在非易失存储器(2)中。在弹载计算机工作过程中，dsp处理器(1)按一定周期，将存储在非易失存储器(2)中的备份数据更新到dsp处理器(1)的内部存储单元，保证dsp处理器(1)的内部存储单元数据的正确性，从而抑制seu的影响。其流程图如图2所示。
37.本发明的操作步骤是：
38.第一步：弹载计算机上电，dsp处理器(1)开始运行，将总长度为l的被保护数据，按长度k字节划分为n个数据块，每个数据块分别称为b1、b2、b3、
……
、bn；
39.第二步：将分块后的被保护数据，按照图3所示的顺序备份在非易失存储器(2)中；
40.进一步地，将分块后的被保护数据按b1、b2、b3、
…
、bn的顺序备份到非易失存储器(2)中；
41.进一步地，将分块后的被保护数据按bn、bn-1、
…
、b1的顺序备份到非易失存储器(2)中；
42.第三步：配置dsp定时器，设置定时中断为m毫秒；
43.第四步：在定时中断触发时，从dsp处理器(1)的内部存储单元按照b1、b2、b3、
……
、bn的顺序，每次从非易失存储器(2)向dsp处理器(1)的内部存储单元刷新一个数据块的数据；重复本步骤，直至全部被保护数据刷新完成。
44.进一步地，从dsp处理器(1)的内部存储单元按照b1、b2、b3、
…
、bn的顺序从非易失存储器(2)向dsp处理器(1)的内部存储单元刷新数据块。
45.进一步地，从dsp处理器(1)的内部存储单元按照bn、bn-1、
…
、b1的顺序从非易失存储器(2)向dsp处理器(1)的内部存储单元刷新数据块。
46.经n次刷新操作后，dsp处理器内部的被保护数据即可与非易失存储器中备份的数据相同，从而达到降低单粒子翻转危害的目的。
47.根据seu的影响强度不同，可以灵活调整每个数据块的长度k的值，即每次刷新的数据长度，从而灵活调整每次刷新操作所需消耗的时间。
48.根据dsp处理器(1)计算操作的时间片划分，灵活调整定时中断的触发间隔m。
49.选择dsp处理器(1)空闲时进行刷新操作，进一步降低对dsp计算性能的影响，实现计算资源占用量和seu加固效果之间的平衡。
50.本发明提出的定时刷新的弹载计算机抗seu软件加固方法,本发明具有如下有益效果：
51.不增加dsp内部存储空间需求；
52.按一定的时间周期执行seu加固处理，dsp计算资源分时复用，对正常程序执行流程的影响更小；
53.可以灵活调整数据块的长度和执行seu加固处理的周期，可以在计算资源占用量和seu加固效果之间取得平衡。
54.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
技术特征：1.一种定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，其特征在于，该方法应用于弹载计算机中，弹载计算机包括dsp处理器(1)与非易失存储器(2)，dsp处理器(1)与非易失存储器(2)通过emif总线(3)相连接，dsp处理器(1)用于运行采用单粒子翻转seu加固方法的软件，非易失存储器用于对被保护数据进行备份，emif总线负责支持dsp处理器与非易失存储器间的数据交互；系统初始化时，dsp处理器(1)将被保护数据备份在非易失存储器(2)中；在弹载计算机工作过程中，dsp处理器(1)按一定周期，将存储在非易失存储器(2)中的备份数据更新到dsp处理器(1)的内部存储单元。2.如权利要求1所述的定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，其特征在于，该加固方法的操作步骤包括：第一步：弹载计算机上电，dsp处理器(1)开始运行，将总长度为l的被保护数据，按长度k字节划分为n个数据块，每个数据块分别称为b1、b2、b3、
……
、bn；第二步：将分块后的被保护数据，按顺序备份在非易失存储器(2)中；第三步：配置dsp定时器，设置定时中断为m毫秒；第四步：在定时中断触发时，从dsp处理器(1)的内部存储单元中按顺序每次从非易失存储器(2)向dsp处理器(1)的内部存储单元刷新一个数据块的数据；重复本步骤，直至全部被保护数据刷新完成。3.如权利要求2所述的定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，其特征在于，所述第二步中，将分块后的被保护数据按b1、b2、b3、
…
、bn的顺序备份到非易失存储器(2)中。4.如权利要求3所述的定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，其特征在于，所述第四步中，从dsp处理器(1)的内部存储单元按照b1、b2、b3、
…
、bn的顺序从非易失存储器(2)向dsp处理器(1)的内部存储单元刷新数据块。5.如权利要求2所述的定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，其特征在于，所述第二步中，将分块后的被保护数据按bn、bn-1、
…
、b1的顺序备份到非易失存储器(2)中。6.如权利要求5所述的定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，其特征在于，所述第四步中，从dsp处理器(1)的内部存储单元按照bn、bn-1、
…
、b1的顺序从非易失存储器(2)向dsp处理器(1)的内部存储单元刷新数据块。7.如权利要求1-6任一项所述的定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，其特征在于，经n次刷新操作后，dsp处理器(1)内部的被保护数据与非易失存储器(2)中备份的数据相同。8.如权利要求7所述的定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，其特征在于，根据seu的影响强度不同调整每个数据块的长度k的值，即每次刷新的数据长度。9.如权利要求7所述的定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，其特征在于，根据dsp处理器(1)计算操作的时间片划分调整定时中断的触发间隔m。10.如权利要求7所述的定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，其特征在于，在dsp处理器(1)空闲时进行刷新操作。
技术总结本发明涉及一种定时刷新的弹载计算机抗单粒子翻转软件加固方法，属于弹载计算机领域。本发明DSP处理器(1)与非易失存储器(2)通过EMIF总线(3)相连接，采用SEU加固方法的软件运行在DSP处理器中，非易失存储器负责对被保护数据进行备份，EMIF总线负责支持DSP处理器与非易失存储器间的数据交互。本发明不增加DSP内部存储空间需求；按一定的时间周期执行SEU加固处理，DSP计算资源分时复用，对正常程序执行流程的影响更小；可以灵活调整数据块的长度和执行SEU加固处理的周期，可以在计算资源占用量和SEU加固效果之间取得平衡。源占用量和SEU加固效果之间取得平衡。源占用量和SEU加固效果之间取得平衡。
技术研发人员：郑昊 马科研 苏旭 孙雪飞
受保护的技术使用者：北京计算机技术及应用研究所
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
