宇航用NAND FLASH鉴定方法研究

结合航天应用需求,在研究NAND FLASH特点、失效机理、可靠性特性以及辐射特性的基础上,给出了宇航用NAND FLASH的鉴定方法,可以为后续宇航用NAND FLASH鉴定以及应用验证工作提供借鉴。     

基于FLASH的固态存储器

介绍了所设计的FLASH固态存储器原理样机的存储模块、CPU模块、数据处理模块等主要组成部分，给出了与非型(NAND)FLASH存储器、数字信号处理器(DSP)等关键器件的工作模式和性能等，并说明了软件功能和无效块管理表数据结构，以及结构设计的特点。相关的系统测试结果表明，所设计的FLASH固态存储器的性能可满足型号的要求。     

NAND Flash存储器单粒子效应试验研究

单粒子效应易诱发空间电子设备发生在轨故障。文章针对大容量NAND Flash存储器，利用皮秒脉冲激光和高能重离子开展了试验研究，明确了此类器件的单粒子效应特点，探索了新型集成电路单粒子效应试验评估方法，为工程设计及试验评估提供了技术基础与保障。经皮秒脉冲激光试验发现，NAND Flash存储器件的存储单元易发生单粒子多位翻转，控制电路单元则发生单粒子锁定和功能中断。 经高LET值Xe+离子辐照试验发现，重离子会诱发器件产生电流尖峰脉冲（或电流火花）现象；在NAND Flash存储器未加电状态下，仍可诱发单粒子翻转；重离子辐照后存储器坏块明显增加，试验获得的单粒子翻转截面高达1.18×10-7cm2/位。基于试验结果分析，认为发生多位翻转的原因是激光束覆盖多个存储单元所造成；重离子辐照引起的浮栅晶体管击穿是存储器坏块增多的原因。     

一种适用于NAND型Flash存储器译码故障检测的改进对角线算法

为保证有故障的进口低等级NAND型Flash存储器在装机前的二次筛选环节能够被准确剔除,以存储器的存储阵列结构分析为出发点,结合NAND结构的实际特征,以三星公司生产的K9F2G08U0A-PCB0/PIB0商业级Flash芯片为研究对象,对现有的用于测试存储器译码故障的对角线算法进行改进,并通过总剂量试验使存储器产生部分坏块来验证改进算法的有效性。结果表明,改进后的对角线算法能够很好地检测出存储器的译码故障,解决了原有对角线算法不适用于NAND型Flash存储器译码故障检测的问题。     

适用于FPGA与Nand flash阵列星载固态存储器的坏块管理方法

随着遥感、雷达、通信技术的快速发展,卫星有效载荷速率爆发式增长,星载固态存储器需要存储的数据量越来越大,存储速率越来越高,存储读写次数越来越多。作为当前星载固存的主流产品,基于FPGA和Nand flash的星载固态存储器所需的Nand flash数量越来越多,单片容量越来越大。受限于Nand flash的工艺特性,基于FPGA和Nand flash的固态存储器在其生命周期内会产生更多的坏块,从而影响记录载荷数据的正确性。针对星载固态存储器使用过程中产生再生坏块问题,提出了一种基于实时坏块检测、标注和坏块数据自主搬移、坏块自主回收的固态存储器坏块管理方案,有效地消除了再生坏块对载荷数据正确性的影响,降低了再生超级坏块数据的错误扩散和重复错误概率。方案已经过测试验证并已具有多个型号飞行经历,是一种简单、高效、可靠的星载固态存储器坏块管理方法。     

嫦娥二号卫星大容量存储器设计

根据嫦娥二号月球卫星分别需在100km圆轨道获取分辨率优于10m的月面立体图像,以及在100km/15km椭圆轨道获取分辨率优于1.5m的立体图像需求,设计了NAND型FLASH存储芯片的固态大容量存储器,其存储容量达128Gbit。设计中采用了并行扩展加流水线操作的方式,提高了存储和擦除速率;引入了＂簇＂的概念,在存...     

星载高速碎片式文件存储访问系统设计

针对碎片式文件存储访问系统访问效率较低的局限性,以及星上存储应用的实时性特点,从碎片式文件存储访问结构和基于NAND Flash的存储布局策略出发,提出一种星载高速碎片式文件存储访问(PFSA)系统。针对Flash中的块操作建立数据访问模型,将不同的碎片式文件存放在不同的Flash基片上,以提高并发数据的访问速度;采用磁电存储器(MRAM)存储百字节的碎片式文件,当MRAM内部数据达到阈值时一次性搬入Flash的固定块内,以减少碎片式文件的读写Flash时间。通过在板卡上的仿真试验对平均写入性能、大批量碎片式文件写入性能、文件传输性能及块擦除均衡性能进行测试,结果表明:相比于以往碎片式文件存储设计,访问速度、传输延迟、擦除均衡性能均得以提升,进而验证了PFSA系统设计的有效性。     

NAND闪存固态硬盘空间环境效应分析及测试系统设计

文章针对航天领域广泛应用的固态硬盘(SSD)性能变化规律未知、可靠性数据缺乏的问题,以高效费比地使用低等级货架固态硬盘执行空间应用任务为需求背景,分析了NAND闪存SSD的空间环境效应,设计了一套可覆盖热循环、热真空、空间辐射等典型空间环境应力的固态硬盘测试系统。基于开源Iometer和SSDTS测试软件,实现参数自动监测,数据采集、处理、图形化显示、存储、回放等功能,可监测批量固态硬盘SATA接口供电电压、电流、平均读/写速率、实时读/写速率、平均读/写响应时间、写入数据量等性能参数,并定期检查记录SSD的磁盘容量情况,还能调节测试策略(读写比例、数据包大小、访问模式),控制供电电压。     

一种新型多模式高速存储器

随着图像采集精度的提高和立体成像的需求,图像数据速率和总量呈几何级数增长,促进了高码率大容量存储的需求。提出一种新的高速存储器方案,通过改变FLASH类型和存储数据处理方式提高数据存储速率,以适应采集图像高精度和高速率的要求。     

基于国产抗辐照器件的数据复接存储技术研究

载荷数据的有效传输、处理、存储等是航天器的重要空间任务。针对某航天器多路数据复接下行和大容量固态存储的需求,设计基于NAND Flash芯片的大容量星载数据复接存储方案,利用FPGA芯片的高速数据处理能力和控制灵活性,控制NAND Flash芯片进行数据读、写、擦除操作,进而提高存储器的吞吐率,实现对多个数据源按要求进行数据记录、数据管理以及数据回放等功能。同时增加抗辐加固设计,满足航天飞行可靠性的要求。     

CCD航拍相机实时数据处理系统的设计研究

文章结合某高分辨率CCD航拍相机的实例分析了DSP＋FPGA＋FLASH实时图像处理系统的特点和优越性,并介绍了用于该系统的设计与实现,提出了设计中需要注意的全局时钟和数据交互等几个关键性问题,结合实际工作给出了具体的分析和解决方案。     

星载嵌入式文件系统技术研究及实现

介绍了一种面向空间应用的嵌入式文件系统的设计要点,着重说明了采用B 树组织文件、锁链方式组织元数据以及低资源占用的空间分配回收机制三个方面问题。自主开发的文件系统较好地解决了NAND型Flash存储芯片作为星载存储设备所遇到的磨损均衡、存储空间使用效率的问题,能够更好地支持星载数据的文件化存储管理和可靠传输。     

FY-3卫星DPT延时链路高可靠全球数据获取技术研究

为提高风云三号(FY-3)卫星星上全球数据获取的可靠性,根据A,B,C星遥测数据采用全球实时广播链路和延时链路(MPT/DPT)将境内外数据进行拼接而实现各载荷数据全球拼图的不足,对04星仅用DPT延时链路的高可靠全球数据获取技术进行了研究。采用全新的FLASH存储器读写控制及坏区管理技术;用反熔丝FPGA实现高速数据处理,将空间环境影响降至最低;采用星上设计兼容境外记录/境内回放和全球记录/境内回放两种工作模式提高系统的可靠性。介绍了固存读写方式、存储控制模块、固存数据回读和固存坏区管理等FLASH存储器读写控制与处理技术。设计了新型抗单粒子翻转。给出了两种模式兼容的程控方案。性能比对和试验结果表明:提出的全球数据获取技术可全方位保证04星数据的可靠下传和处理,大幅简化了地面应用系统的数据处理,提高了全球载荷数据获取的时效性和可靠性。     

降落伞缝合部强度分析及几种常见疵病对强度的影响

文章论述了影响降落伞缝合部强度的主要因素及 8种不同线迹疵病的典型形式、强度数据、图表、数据分析和结论。     

基于反熔丝型FPGA的有效载荷可重构技术

针对在轨卫星功能维护、扩展和更新的需求，设计一种星载FPGA可重构方法。通过硬件三模冗余、软件三模比对，提高星载信号处理FPGA配置的可靠性；通过地面向卫星配置FPGA发送擦除、写、读指令，实现星载配置数据存储FLASH芯片的擦除、写、读操作，从而实现星载信号处理FPGA的重构，进而可以实现有效载荷功能的在轨更新或升级，减少硬件重复开发，降低成本。     

降落伞缝合部强度分析及几种常见疵病对强度的影响

文章论述了影响降落伞缝合部强度的主要因素及8种不同线迹疵病的典型形式、强度数据、图表、数据分析和结论。     

基于PCI总线的数据采集图像快视系统

文章介绍了一种基于PCI总线,利用PLX 9054控制器和X ilinx可编程逻辑器件设计的、基于PC机的卫星数据高速地面采集及图像数据快速显视系统,在介绍了PCI总线和PLX9054控制器后,重点阐述了数据采集及图像数据快速显示的软硬件关键技术,并给出了测试结果。     

“风云三号”电离层掩星气候学数据处理方法

电离层掩星观测数据具有长期稳定性以及无须定标等优势，在电离层气候学研究中占有重要地位，而有效的数据处理方法是掩星数据科学性、可用性的保障。文章提出的数据处理方法能够根据所选电离层参数的物理特性和太阳活动情况动态调整质量控制阈值，根据数据时间跨度以及空间范围划分不同的时间窗和地理空间步长，并将离散的参数数据映射到全球数据网格中，以提升对不同时期电离层异常廓线的针对性，同时保证数据的可靠，且具有灵活性强、易于模块化的特点。使用FY3-C GNOS电离层掩星数据对该方法的有效性进行了验证，以期为基于电离层掩星数据开展电离层长期气候学研究提供高效的数据处理方式。     

高性能单片机EM78447及其应用

摘 要EM78447芯片是一种高性能、低功耗的8位单片机，它内部有4K*13位的程序存储器。由于其卓越的性能特点，在很多嵌入系统中得到了应用；而且，它的生产厂商为我们提供了集程序开发和写入于一体的仿真写入器。本文详细阐述了EM78447单片机的特点、引脚及其功能，并结合具体例子介绍了EM78447的应用。     

PC104总线式数据模块测试系统的设计

为了实现对PC104总线式数据模块DM6420的各项功能和精度进行全面准确的测试，以PC104计算机为核心，设计了PC104总线式数据模块测试系统。实验结果表明，该测试系统具有测试速度快、可靠性强、自动化水平高等特点。