技術領域

本發(fā)明涉及一種存儲器控制系統(tǒng)，特別是一種遙感相機磁性隨機存儲器的控制系統(tǒng)，屬于遙感相機存儲技術領域。

背景技術

現(xiàn)有遙感相機中使用的外部存儲器主要是PROM、SRAM、FLASH、DDR等半導體器件，其中，PROM和SRAM協(xié)同操作，操作復雜，并且它們的容量很小，一般只有32Mb大小，主要用于存儲相機工作的執(zhí)行參數(shù)；FLASH和DDR的存儲容量大，主要用于存儲遙感相機觀測地面的圖像數(shù)據(jù)或者相機工作的執(zhí)行參數(shù)，但是它們的讀寫控制比較復雜。在深空探測中，容易受到宇宙射線的傷害，這些宇宙射線主要包括太陽質子事件和銀河系宇宙射線，遙感相機設計時必須要考慮器件對于這些宇宙射線的抗干擾能力，而PROM、SRAM、FLASH、DDR這些器件都是半導體器件，由于自身材料的局限性，它們對于宇宙射線的抵抗能比較差，在深空探測中容易受到宇宙射線的撞擊，發(fā)生單粒子效應(SEE，Single?Event?Effects)，造成器件內部邏輯錯誤，甚至造成器件不可逆的損壞，這些問題嚴重影響到遙感相機的發(fā)展以及可靠性應用。為了提高遙感相機在軌運行的可靠性，使用磁性隨機存儲器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的半導體材質的存儲器。

磁性隨機存儲器(Magnetic?Random?Access?Memory，MRAM)是一種利用具有高度敏感的磁電阻材料所制造的存儲器，同時也是一種新穎的非揮發(fā)性存儲器。MRAM的存儲元采用磁隧道結的結構存儲數(shù)據(jù)，有固定磁層、薄絕緣隧道隔離層和自由磁層組成，當對磁隧道結施加偏壓時，被磁層極化的墊子會通過一個叫做穿結的過程，穿透絕緣隔離層；當自由磁層的磁矩與固定層平行時，存儲元處于低阻態(tài)，當自由磁層與固定磁層反向平行時，存儲元處于高電阻態(tài)，也就是說電阻的變化同電子的自旋極化隧穿輸運相關。MRAM通過檢測存儲元的電阻的高低，來判斷所存的數(shù)據(jù)是0還是1。

磁性隨機存儲器(MRAM)是以磁電阻材料為傳輸介質的存儲器，這種材料本身對單粒子翻轉免疫，且具有高速度、高密度、低功耗、低操作電壓、讀寫操作次數(shù)不受限制等優(yōu)點，與DRAM相比同樣是高密度，但是MRAM具有讀取無破壞性，無需消耗能量進行刷新，可以延長便攜式電子設備的電池壽命；與FLASH同樣是非易失性的器件，但MRAM還具備寫入和讀取速度快的優(yōu)點，并具有承受無限次讀寫循環(huán)的能力；在嵌入式設計規(guī)格方面，DRAM，SRAM必須通過增加芯片面積設計規(guī)格來保證生產(chǎn)的合格率，而MRAM擁有磁性隧道結(Magnetic?Tunnel?Junction，MTJ)特殊設計，不須增加芯片面積，因此，MRAM被公認為是極具發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮鷥却妫瑢⒂袡C會取代SRAM，DRAM，F(xiàn)LASH等半導體內存，特別在遙感衛(wèi)星領域，迫切需要抗輻射能力強、讀寫操作方便、低功耗、高密度、大容量、不限次數(shù)擦寫的存儲器，所以，鑒于磁性隨機存儲器自身的特性，對于磁性隨機存儲器在遙感衛(wèi)星中應用的研究是非常有必要的。

發(fā)明內容

本發(fā)明的技術解決問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提出了一種遙感相機磁性隨機存儲器的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)通過上位機發(fā)送配置指令，經(jīng)過MRAM操作配置信息解析器、MRAM地址生成器、PROM數(shù)據(jù)讀取模塊、MRAM時序控制器，產(chǎn)生控制MRAM所需的控制信號，將PROM中的目的數(shù)據(jù)，準確地寫入外部磁性隨機存儲器MRAM；并準確地讀取MRAM內的數(shù)據(jù)；完成對MRAM內部全部存儲空間的讀寫操作，遍歷空間大小為8M×32bit，實現(xiàn)對MRAM全部存儲空間是否存在壞區(qū)的檢查以及完成對MRAM寫入數(shù)據(jù)是否正確的檢查，具有低功耗、高集成、容量大、抗輻照性能好、可靠性高的優(yōu)點，最大程度上滿足了遙感相機存儲器控制的需求。

本發(fā)明的技術解決方案是：遙感相機磁性隨機存儲器的控制系統(tǒng)，包括：MRAM操作配置信息解析器、MRAM地址生成器、PROM數(shù)據(jù)讀取模塊、MRAM時序控制器、隨機碼生成器、測試校驗器和報告輸出控制模塊；

所述MRAM操作配置信息解析器接收外部傳來的配置指令，對配置指令譯碼后得到指令碼；將指令碼中的讀控制信號、寫控制信號、工作模式選擇信號、數(shù)據(jù)對象選擇信號、測試讀取模式選擇信號、地址有效使能、地址段初始地址和地址段終止地址發(fā)送到MRAM地址生成器；同時，將寫控制信號、工作模式選擇信號和數(shù)據(jù)對象選擇信號發(fā)送給PROM數(shù)據(jù)讀取模塊，從FPGA的外部存儲器PROM中讀取數(shù)據(jù)，合成所需要的數(shù)據(jù)，寫入到MRAM內部；將讀控制信號、寫控制信號、工作模式選擇信號和數(shù)據(jù)對象選擇信號發(fā)送給隨機碼生成器，將讀控制信號和寫控制信號發(fā)送給MRAM時序控制器；