[發明專利]多通道高速遙感數據采集處理設備

有效

• 申請號: 200810238952.1
• 申請日: 2008-12-05
• 公開（公告）號: CN101419278A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 朱翔宇;曾沙沙;李丹妮;宋張波;劉曉龍;單博;高振華;袁廣輝;陳磊;蘇揚;張振寧
• 申請（專利權）人: 航天恒星科技有限公司
• 主分類號: G01S7/00
• 分類號: G01S7/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心
• 代理人: 安 麗

技術領域

本發明涉及一種數據采集設備，特別是一種用于對航天遙感衛星下行數據進行多通道采集和實時處理的數據采集設備。

背景技術

隨著國內外航天遙感技術的不斷發展，世界各國發射的遙感衛星越來越多，基帶數據碼速率也從幾百KHz到幾百MHz，甚至達到GHz級。另外根據國家和應用的不同，衛星的數據格式也各不相同。這樣，就要求遙感衛星下行數據獲取系統不僅要考慮采集速度，而且要考慮衛星的數據格式。早期的數據采集設備只能適應單一衛星型號，而且基本不具備數據處理能力。最為不利的一點是，對應于不同的衛星數據，往往需要開發相應的數據采集設備。隨著衛星狀態的升級和變化，采集設備也必須同時進行淘汰和升級。在很大程度上耗費著人力和物力，同時為了維護大量不同類型的數據采集設備，所投入的后期成本更加驚人。在另一方面，系統的可靠性也由于設備數量的龐大，連接的復雜而嚴重下降。諸多不利因素都迫使業界急需一種更加靈活適用的數據采集設備。這類設備應當具有高速、可配置接口、并且可進行實時格式處理等優點。目前，隨著FPGA技術與工藝的不斷發展，百萬門、千萬門級的大規模邏輯器件不斷更新，而且處理速度越來越高。這些都為實現通用可配置、高碼速率處理提供了技術保障。

因此，實現多通道獨立高速遙感數據記錄，同時要能夠適用更高的碼速率，而且還要能夠適應不同的數據格式，能夠通過參數設置，完成對星上相機和地面檢測設備解壓縮器輸出數據的實時獲取，同時還能對采集數據進行記錄前的實時處理，成為今后遙感數據采集任務的必然要求。多通道、多速率、多任務類型的數據采集能力，對簡化地面站系統整體的復雜度，提高系統可用度、可信性，以及增強系統的可維護性方面，都起著至關重要的作用。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種具備優先級選擇、多通道、自同步、低耦合高擴展能力、可進行流水線或并行數據處理的高速遙感數據采集處理設備。

本發明的技術解決方案是：多通道高速遙感數據采集處理設備，包括幀同步單元、數據格式化單元、優先級判別單元、數據采集單元、數據處理單元；多通道衛星遙感數據各自經串并轉換后進入幀同步單元，幀同步單元捕獲遙感數據的數據幀頭，進行幀同步并將同步后的數據送至數據格式化單元，數據格式化單元將傳來的數據幀按照規定格式進行轉換，并將轉換后的數據送至優先級判別單元；優先級判別單元按照設定的優先級順序進行數據采集調度，將經格式化的數據送至數據采集單元依次進行數據采集并進行幀頭整理后送至緩沖區；數據處理單元包括主處理器和多個協處理器，主處理器接收緩沖區的中斷信號，從緩沖區讀取數據，根據任務復雜程度，由主處理器直接對緩沖區讀出數據進行處理，或者調度協處理器采用流水線方式或并行方式進行處理。

所述的幀同步單元的幀同步方法為：采用桶型移位寄存器對輸入數據進行實時緩沖，當發現其中一個寄存器的輸入數據中包含幀頭特征字時，將相應寄存器數據輸出，并保持當前輸出狀態。

所述的數據格式化單元的規定格式為：8bit并行無同步信號數據、16bit并行無同步信號數據、32bit并行無同步信號數據。

所述的優先級判別單元的判別方法為：根據各通道的數據源，預先設定各通道的優先級順序，并將所述優先級順序寫入寄存器中，當多通道數據同時進入優先級判別單元后，按照寄存器中存儲的優先級排序，從高到低依次響應各數據通道的數據請求。

所述的數據采集單元進行幀頭整理的方法為：通過預先設定的幀頭字符串，不斷掃描數據采集時的數據內容，當查找到數據幀頭時，標記為數據幀起始，并將幀頭所在緩沖區地址傳遞給主控制器，由主控制器確定數據幀頭位置。

所述的數據處理單元中主處理器調度協處理器采用流水線方式進行處理的方法為：主處理器根據任務特性向每個協處理器下達任務并對各協處理器編號，各協處理器通過高速交換機共享緩沖區并按照編號先后依次執行各自的任務，主處理器對每個協處理器的處理狀態進行監控；當某一個協處理器任務完成后，主處理器激活下一編號的協處理器立即繼續后續任務，同時任務完成后的協處理器取入新的數據塊重復自己的任務，數據流持續穿過每個協處理器，形成流水線處理方式，任務得以完成。