[發明專利]一種航天器AOS系統雙口RAM緩沖區管理方法

有效

• 申請號: 201210214200.8
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102799537A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 牛躍華;汪路元;裴楠;顧明;李寧寧;王向暉
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種航天器AOS系統雙口RAM緩沖區管理方法。

背景技術

新型遙感衛星、深空探測器和飛船等航天器的數據業務和數據類型眾多，各類數據的速率、分布、實時性、重要性、傳輸質量要求等屬性各不相同，因此在空間數據系統設計時普遍采用靈活性強、適應性好的AOS(Advanced?Orbiting?System，高級在軌系統)協議進行數據的包裝、調度和復接處理。根據AOS協議，各種具體類型的數據經過包裝和格式化處理后，按數據類別形成長度固定、格式相同的若干種虛擬信道數據單元(Virtual?Channel?Data?Unit，VCDU)，每類VCDU對應一個虛擬信道(Virtual?Channel，VC)，各虛擬信道以VCDU幀的傳輸周期為時隙分時復用同一物理信道，通過調度復接實現所有VCDU數據單元在物理信道上的交替、連續傳輸。

航天器的AOS協議處理設備(如數據復接器)對VCDU業務數據進行調度和復接處理的過程中，需為每一虛擬信道分配和組織適當的緩存區用于接收VCDU數據單元，此緩存區既要在較寬速率范圍內適應同步、異步或等時輸入，同時又能向物理信道提供高速等時輸出。在星上存儲和處理資源均有限的條件下，需要一種接口操作簡單、容錯性好、高效率的緩沖區組織和管理方法，來實現VCDU業務數據單元的高速調度和傳輸。

由于VCDU業務需要輸出高速數據流，因此AOS協議處理設備中采用高速FPGA芯片的內部邏輯資源和緩存區資源來實現VCDU業務功能。在現有技術中，緩存區通常被設計為FIFO形式，其讀寫接口的操作較簡單，但具有在空間輻射環境影響下發生數據移位和邏輯翻轉后無法自主恢復的固有缺陷。采用雙口RAM緩存區設計可以很好地克服FIFO的缺陷，但現有方案通常需要用戶模塊參與雙口RAM緩存區的地址管理和切換控制，使得設計復雜，可靠性降低，不能很好的適應航天器數據系統的應用要求。

發明內容

本發明的技術解決問題是：針對現有技術的不足，提供了一種航天器AOS系統雙口RAM緩沖區管理方法，實現了對VCDU數據包在雙口RAM緩沖區中的自主存儲管理。

本發明的技術解決方案是：

一種航天器AOS系統雙口RAM緩沖區管理方法，用于對雙口RAM進行讀寫自主控制，包括以下步驟：

根據AOS系統中VCDU數據包的長度對雙口RAM緩沖區進行劃分，并對劃分后的子分區編碼；

寫入VCDU數據包時：

接收輸入的VCDU數據流；根據寫入選擇信號確定待寫入的子分區；

若子分區為空狀態，則將VCDU數據包寫入子分區，并在寫入結束時將寫入選擇信號指向下一個子分區；若子分區為滿狀態，則將VCDU數據包丟棄；

讀出VCDU數據包時：

根據讀出選擇信號確定待讀出的子分區；

若子分區為滿狀態，則將子分區中的VCDU數據包讀出，并在讀出結束時將讀出選擇信號指向下一個待讀的子分區；若子分區為空狀態，則放棄當前讀出操作。

進一步的，在寫入VCDU數據包時，每個VCDU數據包均按照0～L-1的寫入地址范圍寫入雙口RAM，所述寫入選擇信號確定當前的寫入子分區；當寫入VCDU數據包的寫入地址為L時，所述寫入選擇信號指向下一個子分區，并置當前子分區為滿，其中，L為所述VCDU數據包長度。

進一步的，在讀出VCDU數據包時，每個VCDU數據包均按照0～L-1的讀出地址范圍讀出雙口RAM，所述讀出選擇信號確定當前的讀出子分區；當讀出VCDU數據包的讀出地址為L時，所述讀出選擇信號指向下一個子分區，并置當前子分區為空，其中，L為所述VCDU數據包長度。

進一步的，所述子分區具有空標志信號和滿標志信號，當所述空標志信號有效且滿標志信號無效則對應子分區為空狀態，當所述滿標志信號有效且空標志信號無效則對應子分區為滿狀態，所述空標志信號由讀時鐘驅動，滿標志信號由寫時鐘驅動；當子分區寫入完整的VCDU數據包后，寫時鐘置滿標志信號為有效，讀時鐘檢測到有效滿標志后，置空標志信號為無效；當子分區讀出完整的VCDU數據包后，讀時鐘置空標志信號有效，寫時鐘檢測到有效空標志信號后，置滿標志信號為無效。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

(1)采用雙口RAM緩沖區自主管理方法的緩沖區對外接口簡單通用，具有與FIFO緩沖區相同的優點，便于在航天器AOS協議設備設計中采用；緩沖區內部的組織和切換采用閉環自主控制方式，對外透明，無需用戶模塊參與，節省星上處理資源，降低系統設計復雜度。