[發(fā)明專利]基于虛擬信道的SpaceWire網(wǎng)絡(luò)傳輸與處理

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210199505.6
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN102857295A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王震;黨建成;劉波;劉輝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L29/06
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及SpaceWire網(wǎng)絡(luò)傳輸方法，是將CCSDS?AOS協(xié)議位流業(yè)務(wù)的虛擬信道技術(shù)應(yīng)用于SpaceWire網(wǎng)絡(luò)傳輸與處理方法。

背景技術(shù)

隨著芯片集成及SOC技術(shù)的進步，如今衛(wèi)星遙感技術(shù)無論在理論、技術(shù)還是應(yīng)用方面都得到飛速地發(fā)展，新型的衛(wèi)星傳感器不斷涌現(xiàn)，微波遙感、高光譜遙感技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用型遙感衛(wèi)星正向多分辨率、多遙感平臺方向發(fā)展，其空間分辨率、時間分辨率以及光譜分辨率都普遍提高。這些因素決定了星載數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的特點，具體表現(xiàn)為：遙感數(shù)據(jù)傳輸通道多、單向傳輸數(shù)據(jù)量大、碼速率高，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性、可靠性要求高。CCSDS?AOS協(xié)議、SpaceWire總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為滿足星載數(shù)據(jù)傳輸需求提供了解決方案。

目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說明或報道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于CCSDS?AOS虛擬信道技術(shù)的SpaceWire網(wǎng)絡(luò)傳輸與處理方法，該方法面向星載高速數(shù)據(jù)處理與傳輸特點，優(yōu)化了數(shù)據(jù)處理過程，提高了SpaceWire總線網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，已在FY-4衛(wèi)星數(shù)傳系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。通過該傳輸與處理方法，能夠?qū)崿F(xiàn)多個高速載荷的實時接入，通過增加節(jié)點與路由器數(shù)量形成龐大的星載數(shù)據(jù)傳輸與處理網(wǎng)絡(luò)，為解決目前衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸瓶頸提供設(shè)計參考與依據(jù)測數(shù)據(jù)。

根據(jù)ECSS-E-50-12A協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于SpaceWire總線鏈路、節(jié)點、路由器及網(wǎng)絡(luò)的規(guī)定，其數(shù)據(jù)包層協(xié)議繼承了IEEE?1355-1995定義的數(shù)據(jù)包裝協(xié)議，規(guī)定了總線源端到宿端的數(shù)據(jù)包裝格式，其數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)由目標(biāo)地址、數(shù)據(jù)內(nèi)容及包結(jié)束標(biāo)志組成。其中，目標(biāo)地址根據(jù)SpaceWire網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及傳輸路徑情況來確定；包結(jié)束標(biāo)志為EOP或EEP，用于表示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包正確或錯誤。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種基于虛擬信道的SpaceWire網(wǎng)絡(luò)傳輸與處理方法，通過分析SpaceWire總線協(xié)議數(shù)據(jù)包裝與CCSDS?AOS協(xié)議數(shù)據(jù)處理過程，在參考歐空局ECSS-E-ST-50-11C協(xié)議規(guī)范（RMAP協(xié)議）及GOES-R衛(wèi)星SpW相關(guān)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（RDDP協(xié)議）的基礎(chǔ)上，對衛(wèi)星載荷數(shù)據(jù)SpaceWire總線協(xié)議與CCSDS?AOS協(xié)議處理過程進行一體化設(shè)計，即在總線發(fā)送端進行SpaceWire總線協(xié)議包裝的過程中，完成有效數(shù)據(jù)的CCSDS?AOS協(xié)議虛擬信道處理。總線接收端只需提取有效數(shù)據(jù)的VCDU幀，再添加信道傳輸同步頭即可完成有效數(shù)據(jù)物理信道CADU組幀，實現(xiàn)在物理信道上傳輸。

本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述方法的基于虛擬信道的SpaceWire網(wǎng)絡(luò)傳輸與處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)處理器、1553B總線和兩個數(shù)據(jù)處理模塊，其中：各載荷數(shù)據(jù)經(jīng)SpaceWire總線協(xié)議包裝，通過SpaceWire總線傳輸至數(shù)據(jù)處理器的路由器，路由芯片進行SpaceWire總線協(xié)議解析，根據(jù)載荷節(jié)點路由路徑地址，通過2個COMI口尋址輸出相應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理器處理部分完成多路載荷數(shù)據(jù)的VCDU幀提取，添加同步頭，通過LVDS電平分別輸出至兩個物理傳輸信道；1553B總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理器初始化配置和狀態(tài)監(jiān)測；根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，載荷通道各主份節(jié)點通過路由配置，從第一數(shù)據(jù)處理模塊路由至第二數(shù)據(jù)處理模塊，經(jīng)第二數(shù)據(jù)處理模塊完成虛擬信道復(fù)用，輸出至兩個物理信道。

本發(fā)明系統(tǒng)在載荷節(jié)點端SpaceWire協(xié)議包裝時，完成了CCSDS?AOS協(xié)議虛擬信道處理，優(yōu)化了數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，提高了系統(tǒng)可靠度。此外，由于SpaceWire網(wǎng)絡(luò)多路節(jié)點傳輸?shù)铰酚尚酒珻OMI口輸出時，該網(wǎng)絡(luò)路由體制在一定程度上解決了多路數(shù)據(jù)調(diào)度問題，相對于獨立SpaceWire數(shù)據(jù)包裝和CCSDS?AOS協(xié)議虛擬信道處理，在網(wǎng)絡(luò)接收端不需要對各路節(jié)點數(shù)據(jù)分別緩存，再實施虛擬信道調(diào)度，減少了系統(tǒng)存儲、調(diào)度資源，進一步提高了系統(tǒng)可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于虛擬信道的SpaceWire協(xié)議數(shù)據(jù)包格式；

圖2為本發(fā)明基于虛擬信道的SpaceWire網(wǎng)絡(luò)傳輸與處理方法的原理圖；

圖3為搭建的SpaceWire網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。