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申请/专利权人：北京空间机电研究所

摘要：一种基于ZYNQ的高可靠性空间遥感图像处理平台及方法，包括电源变换模块、通用数据传输接口模块、主控制器模块、探测器模块的图像处理平台结构，在能够完成基础图像数据处理回传功能的同时，通过主控制器模块内部设计的改进，能够解决非宇航级器件受太空单粒子效应影响的问题，提高了处理器之间的通信速率，可满足遥感卫星海量数据吞吐的要求，通过反熔丝FPGA三取二的程序配置加载以及双核协同结合动态刷新的单粒子防护技术，保证了程序配置的高可靠性以及系统运行的高容错性。

主权项：1.一种基于ZYNQ的高可靠性空间遥感图像处理平台，其特征在于：包括电源变换模块、通用数据传输接口模块、主控制器模块和探测器模块，其中：电源变换模块对卫星控制器发出的一次电源进行转换获取二次电源并分别为通用数据传输接口模块、主控制器模块供电；通用数据传输接口模块接收卫星控制器发出的遥控指令，传递至主控制器模块，并实时接收主控制器模块返送的遥测数据及图像数据并回传至卫星控制器；探测器模块包括图像传感器及驱动电路，图像传感器在驱动电路驱动下，采集图像信息并进行收发，主控制器模块接收遥控指令并产生时钟及复位信号进行复位，加载控制程序，向驱动电路发送时序驱动控制图像传感器，主控制器模块接收图像传感器回传的图像数据，对图像数据进行处理，将处理后的图像数据发送至通用数据传输接口模块，同时接收遥控指令执行，执行遥控指令后的遥测数据返送至通用数据传输接口模块；所述电源变换模块包括DC-DC电源电路和LDO电源电路，DC-DC电源电路将卫星控制器提供的一次电源转化为二次电源并通过LDO电源电路进行稳压，分别为通用数据传输接口模块、主控制器模块供电；所述通用数据传输接口模块包括图像数据收发器和指令收发器，指令收发器接收卫星控制器的遥控指令，将遥控指令信息发送至主控制器模块，同时接收主控制器模块返送的遥测数据并回传至卫星控制器；图像数据收发器接收主控制器模块返送的图像数据并回传至卫星控制器；所述主控制器模块包括ZYNQ控制器、PS端DDR3缓存、PL端DDR3缓存、反熔丝FPGA控制器和程序存储器，ZYNQ控制器向驱动电路发送时序驱动控制图像传感器，ZYNQ控制器接收图像传感器回传的图像数据，通过PS端DDR3缓存、PL端DDR3缓存分别进行不同端的图像数据缓存处理，并将处理后的图像数据发送至通用数据传输接口模块，程序存储器包括第一程序存储器、第二程序存储器和第三程序存储器，第一程序存储器、第二程序存储器、第三程序存储器存储有与卫星控制器发送的遥控指令对应的控制程序，反熔丝FPGA控制器通过ZYNQ控制器的控制指令加载控制程序，反熔丝FPGA控制器于第一程序存储器、第二程序存储器、第三程序存储器中进行程序读取以实现冗余控制程序配置；所述第一程序存储器、第二程序存储器和第三程序存储器中存储的控制程序相同，并存储有相同的ZYNQ控制器配置程序，反熔丝FPGA控制器于第一程序存储器、第二程序存储器、第三程序存储器中进行逐位三选二的程序读取以实现ZYNQ控制器配置文件配置；ZYNQ控制器内部设置有内部存储器，通过二次电源供电后，ZYNQ控制器向反熔丝FPGA控制器发送配置程序读取指令，反熔丝FPGA控制器于第一程序存储器、第二程序存储器、第三程序存储器进行控制程序的三取二读取；主控制器模块运行过程中，反熔丝FPGA控制器读取ZYNQ控制器内部存储器的预存控制程序，与第一程序存储器、第二程序存储器、第三程序存储器中存储并进行逐位三取二后所得控制程序进行对比，若相同，则ZYNQ控制器的控制程序正常运行；若不同，则判定ZYNQ控制器发生了单粒子翻转，ZYNQ控制器通过反熔丝FPGA控制器获取第一程序存储器、第二程序存储器、第三程序存储器中存储的控制程序，对ZYNQ控制器的预存控制程序进行错误配置帧的回读刷新，修复已发生的SEU；ZYNQ控制器工作过程中，同时使用PS端的双核处理器协同进行运算，判定运算结果是否相同，若出错，则通过回读对比判定故障模块并进行刷新纠正，刷新后回退到进入中断前的状态继续进行双核协同运算。

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