一种基于SpaceVPXLite的星载固态存储器的制作方法

本发明属于电子信息，涉及一种基于spacevpx lite的星载固态存储器。

背景技术：

1、spacevpx lite(vita78.1)是基于spacevpx的衍生标准，目的是为小型化的空间应用提供标准化的电子解决方案，与spacevpx标准最大区别在删减了中间裁决模块，其分层架构包括公用层、管理层、控制层与数据层。星载固态存储器作为卫星数据存储单元是卫星关键功能部件，其应用环境的特殊性对可靠性指标提出很高的要求，传统星载固态存储器通常采用主备份冗余方式提高在轨可靠性，然而主备份冗余方式势必会带来的高成本、大体积、大重量的问题，尤其当产品指标超过百gbps级带宽与百tb级容量时，原有的架构已经影响工程实现。此外当前星载固态存储器产品接口、协议不统一，扩展性很差，功能、性能的小改动都可能会带来巨大的技术状态更改，非常不利于产品化。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于spacevpx lite的星载固态存储器，以解决传统星载固态存储器采用主备份冗余方式带来的高成本、大体积和大重量的问题，以及星载固态存储器产品接口、协议不统一，扩展性差的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供一种基于spacevpx lite的星载固态存储器及功能板，包括电源板、控制与接口板和存储板；

4、所述控制与接口板通过外部数据总线和外部控制总线与上位机互联，实现数据、控制信号传输；所述控制与接口板通过内部数据总线与多个所述存储板连接，进行数据交换；所述电源板通过内部供电网络与所述控制与接口板连接，所述电源板通过内部供电网络与所述存储板连接；

5、所述控制与接口板通过控制总线对所述存储版和电源板进行加断电控制，实现备份冗余控制，所述星载固态存储器通过bus板实现vpx接口。

6、进一步的，所述控制与接口板采用主备份冗余，多个所述存储板采用环备份冗余。

7、进一步的，所述控制与接口板包括数据处理前端模块、管理核心模块和阵列驱动后端模块；

8、所述数据处理前端用于星载固态存储器的数据缓存，所述管理核心模块用于星载固态存储器的存储管理控制，所述阵列驱动后端用于星载固态存储器的数据转发。

9、进一步的，所述数据处理前端模块包括遥测指令处理单元和数据缓冲区管理单元；所述遥测指令处理单元通过对外通信接口与上位机实现控制信号传输，所述数据缓冲区管理单元通过对外数据接口与上位机实现数据传输。

10、进一步的，所述管理核心模块包括控制与管理单元、软件更新管理单元、日志管理单元和文件系统管理单元；所述控制与管理单元实现对软件更新管理单元、日志管理单元、文件系统管理单元、数据处理前端、阵列驱动后端、存储板和电源板控制；所述软件更新管理单元提供代码升级的接口负责系统软件的重构管理，实现软件配置项的在轨维护；所述日志管理单元负责提供调试接口；所述文件系统管理单元包括文件管理和磁盘管理，所述文件管理负责数据的文件化管理及存储映射逻辑，所述磁盘管理用于对存储阵列的条带化管理和冗余容错。

11、进一步的，所述阵列驱动后端模块包括raido驱动单元、阵列接口驱动单元和数据交换单元；所述raido驱动单元用于组织存储板冗余，所述阵列接口驱动单元与所述文件系统管理单元通过接口连接，所述数据交换单元实现控制与接口板内部数据交换。

12、进一步的，所述数据交换单元设置有交换接口，实现存储板数量的增减。

13、进一步的，所述存储板包括主控fpga、存储子单元、ddr缓存、文件信息存储器和供电单元；所述主控fpga用于存储文件管理和数据通道管理；所述存储子单元为独立子单元，所述ddr缓存为主控fpga的存储通道管理提供缓存；所述文件信息存储器用于存储嵌入；所述供电单元包括多个供电芯片，为存储板提供供电。

14、进一步的，多个所述控制与接口板、存储板构成星载固态存储器拓扑，所述星载固态存储器拓扑分为数据层、控制层、管理层和公用层；所述控制层采用i2c控制总线连接，所述数据层采用srio数据总线连接。

15、进一步的，所述控制与接口板通过接插件p0进行供电，通过接插件p1和接插件p2进行内部控制和数据通信；所述存储板通过接插件p0进行供电，通过接插件p1与所述控制与接口板进行数据交换，通过接插件p2进行接收控制信号。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

17、本发明一种基于spacevpx lite的星载固态存储器，提高系统标准化、产品化，控制与接口板和存储板可进行标准化设计，有效减少定制化设计。

18、本发明一种基于spacevpx lite的星载固态存储器，存储板采用环备份冗余在传输通道出现故障时可以通过更新数据交换表进行故障重构，提高了在轨可靠性。

19、本发明一种基于spacevpx lite的星载固态存储器，在相同存储容量、读写带宽指标下具备明显的重量和体积优势。

20、本发明一种基于spacevpx lite的星载固态存储器，可拓展性强，控制与接口板设计预留了可拓展接口，可根据指标要求增减控制与接口板和存储板。

21、本发明一种基于spacevpx lite的星载固态存储器，分层结构包括公用层、管理层、控制层和数据层，减少功能耦合，便于在轨维护。

技术特征：

1.一种基于spacevpx lite的星载固态存储器，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的基于spacevpx lite的星载固态存储器，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的基于spacevpx lite的星载固态存储器，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的基于spacevpx lite的星载固态存储器，其特征在于：

5.根据权利要求3所述的基于spacevpx lite的星载固态存储器，其特征在于：

6.根据权利要求3所述的基于spacevpx lite的星载固态存储器，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的基于spacevpx lite的星载固态存储器，其特征在于：

8.根据权利要求2所述的基于spacevpx lite的星载固态存储器，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的基于spacevpx lite的星载固态存储器，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的基于spacevpx lite的星载固态存储器，其特征在于：

技术总结本发明属于电子信息技术领域，公开了一种基于SpaceVPX Lite的星载固态存储器，包括电源板、控制与接口板和存储板；控制与接口板通过外部数据总线和外部控制总线与上位机互联，实现数据、控制信号传输；控制与接口板通过内部数据总线与多个存储板连接，进行数据交换；电源板通过内部供电网络与所述控制与接口板连接，电源板通过内部供电网络与所述存储板连接，存储板在不降低可靠性指标的前提下，减少存储板数量，能够有效减少星载固态存储器的重量、体积；存储板采用环备份冗余，使得在传输通道出现故障时可以通过更新数据交换表进行故障重构，提高了在轨可靠性，解决传统星载固态存储器采用主备份冗余方式带来的高成本、大体积和大重量的问题，以及星载固态存储器产品接口、协议不统一，扩展性差的技术问题。技术研发人员：邵明强,杜承烈,宛霁,贺呈磊,唐欣怡,刘运松,王洪泽受保护的技术使用者：西安微电子技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/29