FPGA（现场可编程门阵列）是一种可以通过编程来配置的半导体设备，它能够在生产后对硬件逻辑进行再编程和重配置，这使得FPGA在需要可重构硬件的航空航天领域中有着广泛的应用。然而，随着FPGA在航空航天器中承担的任务越来越复杂，其配置文件的大小也日益增长，这导致了遥控上注时间的增加。为了在轨重构过程中提升效率，减少上注时间，提出了针对FPGA在轨重构配置数据的压缩算法。
文章提出了一种新的FPGA在轨重构配置数据压缩算法，称为ZRL-VLZW算法。该算法结合了零游程（ZRL）编码和变长Lempel-Ziv-Welch（vLZW）压缩算法。ZRL编码特别适用于包含大量连续0值的FPGA配置文件。与传统的LZW算法相比，ZRL-VLZW算法的性能更优，它能够更高效地压缩配置数据，从而大幅减少遥控上注所需时间。
在轨重构是指在航天器运行过程中，根据任务需要更新或修改FPGA内部硬件逻辑的过程。在轨重构技术使得航天器的电子系统具有更好的灵活性和适应性，能够适应多种任务的需要。但同时，它也带来了数据传输和存储的压力，特别是在有限的航天器资源条件下。
为了确保算法在有限的航天器资源下仍能有效工作，ZRL-VLZW算法在内存使用上进行了优化，采用索引迭代方式存储字典，并对字典长度进行了限制。这种优化措施对于在轨重构过程中减少对计算机内存的需求非常关键。
文章通过实验对比了ZRL-VLZW算法与LZW算法和VLZW算法在不同FPGA配置文件上的压缩效果。实验结果表明，ZRL-VLZW算法在压缩比上具有明显优势，能够将FPGA在轨重构配置文件的上注时间减少到原来的1/20到1/3。
此外，文章中也提到了前向自适应零游程编码的示例，这是一种用于进一步优化零值游程编码的策略，通过编码连续的零值来减少数据的总体大小。
总体来说，FPGA在轨重构配置数据压缩算法的研究是随着航天技术发展及FPGA应用深化而兴起的重要课题，对于提升航天器性能和任务执行能力具有重要意义。这项研究不仅为FPGA的高效压缩提供了新的技术途径，还为其他相关领域的数据压缩技术提供了借鉴和参考。随着空间技术的不断进步和对航天器性能要求的不断提高，这样的压缩技术将会越来越受到重视。
