1.BM501简介
BM501-004RBB是宇航级产品，可以为FPGA空间应用提供上电配置、实时刷新、在轨重构、单粒子功能中断监测的应用解决方案，保证FPGA在轨使用的可靠 性和安全性，大幅度降低刷新系统设计的难度和复杂度。其架构如下图所示：
该控制器具有通过 UART 口和 SPI 口遥测遥控能力，可以实现在轨的码流重构，对指定型号 BPI FLASH 和 SPI FLASH 进行擦除、编程、校验。
2. 核心概念：什么是重刷？
"重刷" (Scrubbing) 是 SRAM 型 FPGA 在航天应用中最重要的抗辐照手段之一。
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形象比喻： 这是一个"动态治疗"的过程。
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医生 (Controller)： 也就是 BM501-004，负责通过 SelectMAP 接口给 FPGA 做检查。
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病人 (FPGA)： 也就是 BQ7K325T，容易受辐射影响而"生病"。
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健康档案 (Flash)： 存储着正确的"基因数据"（Golden Copy）。
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功能目标： 一旦检测到 FPGA 内部发生"基因突变"（比特翻转），立刻参照 Flash 中的标准数据将其修复，实现系统的自愈。
3. 为什么需要重刷？
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器件弱点： 选用的 FPGA（BQ7K325T，对标 Xilinx K7）基于 SRAM 工艺。SRAM 的物理特性决定了它在掉电后数据会丢失，且对空间辐射极度敏感。
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威胁来源： 太空中的高能粒子（质子、重离子等）。
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失效机理 - SEU (单粒子翻转)：
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当高能粒子撞击 FPGA 的配置存储单元（Configuration Memory）时，可能导致存储位的逻辑翻转（0 变 1，或 1 变 0）。
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后果： 这种翻转不仅仅是数据错误，而是电路结构的改变。例如：内部连线断开、LUT 表逻辑改变（与门变或门），直接导致卫星载荷功能瘫痪。
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4. 硬件架构"三巨头"
基于 BM501-004 内部框图与系统架构图，重刷系统由以下三个关键部分组成：
| 角色 | 硬件实体 | 职责描述 |
|---|---|---|
| 被保护对象 | SRAM FPGA (BQ7K325T) | 负责主要的业务逻辑处理。它是受辐射影响的"重灾区"，通过 SelectMAP 接口接受管理。 |
| 监控者 | 在轨维护控制器 (BM501-004) | 系统核心。通常为抗辐照加固的 ASIC 或反熔丝 FPGA（自身免疫辐射）。负责执行回读、校验、刷新指令。 |
| 标准源 | 非易失存储器 (BPI/SPI Flash) | 存储 FPGA 的正确配置比特流（Golden Copy）。Flash 抗辐照能力强，被视为不可篡改的"标准答案"。 |
5. 重刷工作模式原理
BM501-004 控制器通常通过以下两种模式形成闭环保护：
模式 A：盲刷 (Blind Scrubbing) ------ "简单粗暴"
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原理： 不检测 FPGA 是否出错，利用内部定时器（如"刷新模块"），周期性地从 Flash 读取数据并强制写入 FPGA 配置区。
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流程：
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特点： 电路简单，无需回读逻辑。只要刷新频率 > 粒子撞击出错频率，即可保证系统大概率正常。
模式 B：回读校验 (Readback & Verify) ------ "精准治疗"
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原理： 利用"回读模块"和"中断检测模块"进行实时体检，发现问题再修复。
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流程：
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回读 (Readback)： 通过 SelectMAP 将 FPGA 内部现有的配置帧读回 BM501。
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比对 (Compare)： 计算回读数据的 CRC 校验码，或直接与 Flash 数据逐位比对。
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纠错 (Correct)：
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若一致：无操作，继续下一帧检查。
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若不一致（检测到 SEU）：触发刷新逻辑，从 Flash 调取对应帧覆盖写入出错地址。
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6. 关键接口技术：SelectMAP
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接口定义： 一种并行配置接口（8-bit, 16-bit, 32-bit）。架构图中显示为 8-bit 连接。
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为什么不用 JTAG？
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JTAG 是串行接口，速度太慢。
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在 SEU 发生后，FPGA 处于"带病工作"状态，必须在毫秒级时间内完成修复，否则可能导致错误扩散。
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SelectMAP 优势： 高带宽、低延迟，是实现快速动态重构和实时修复的唯一选择。
7. 总结
"重刷"技术本质上是利用外部可靠的硬件（BM501 + Flash），构建了一个不知疲倦的"看门狗"。 它通过高速并行的 SelectMAP 接口，确保存储在易失性 SRAM FPGA 中的电路结构始终与设计初衷保持一致，从而在充满辐射的太空中维持系统的长期可靠运行。
以上就是本次的笔记内容。