[發(fā)明專利]矩陣型遙測幀挑路遙測幀數(shù)據(jù)的處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410658501.9
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104461960A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣文豐
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航天飛行器平臺遙測系統(tǒng)無線鏈路遙測數(shù)據(jù)傳輸終端設(shè)備關(guān)于矩陣型遙測幀挑路遙測幀數(shù)據(jù)的處理方法。

背景技術(shù)

遙測數(shù)據(jù)處理技術(shù)是航天系統(tǒng)應(yīng)用中非常重要的組成部分。遙測系統(tǒng)是航天飛行器在試驗和運行過程中不可缺少的重要支持系統(tǒng)。被測參數(shù)可能多達上千個，參數(shù)種類也很多。遙測參數(shù)可劃分為時間參數(shù)、模擬參數(shù)和數(shù)字參數(shù)三類。地面遙測設(shè)備既要兼顧多種型號的遙測需求，又要和外測系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、監(jiān)控顯示系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、時間統(tǒng)一系統(tǒng)等建立數(shù)據(jù)傳輸接口和通信聯(lián)系。因此，地面遙測系統(tǒng)一般都比較復(fù)雜。為了滿足不同參數(shù)的采樣速率要求，往往將主幀再分成副幀、子幀，其路采樣率都低于主幀的，并各自對應(yīng)有副幀同步碼、子幀同步碼。數(shù)據(jù)處理時，首先需判別出主幀、副幀、子幀同步碼，然后根據(jù)參數(shù)所在幀的路序，才能進行參數(shù)的分路及挑選。遙測幀是傳輸遙測數(shù)據(jù)的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。幀有主幀、副幀、次副幀(也稱主交換子、副交換子、次副交換子)等，還可以由若干主幀構(gòu)成一個幀格式。主幀的基本單位是波道，也稱“通道”或“路”，是傳輸遙測參數(shù)的基本單元。副幀是類似于主幀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它的基本單位也是波道，副幀是通過主幀的一個或某幾個波道傳送的，主幀傳送一幀數(shù)據(jù)，副幀只能傳送一路數(shù)據(jù)。主幀、副幀、次副幀各自都是由許多波道組成的，稱為幀長。主幀、副幀都反復(fù)循環(huán)傳送，都各有一個表示循環(huán)開始或結(jié)束的標(biāo)志，稱為幀同步碼。主幀同步碼一般用某個特征字來標(biāo)志。在遙測系統(tǒng)平臺中，為監(jiān)控飛行平臺自身共走狀態(tài)需要實時采集平臺內(nèi)部的工作狀態(tài)參數(shù)，這些工作狀態(tài)參數(shù)叫做遙測系統(tǒng)平臺遙測參數(shù)，這些遙測參數(shù)按照主幀和副幀的格式組織，每個副幀長度相同，多個副幀組成一個主幀，由于解析幀數(shù)據(jù)時每個副幀相同字段的數(shù)據(jù)代表同一類數(shù)據(jù)，為方便表示，將每個副幀作為行，這樣每個主幀數(shù)據(jù)可以看做一個矩陣型結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集合體。由于遙測系統(tǒng)平臺上設(shè)備的帶寬和功率限制，只能提供有限的帶寬完成遙測參數(shù)數(shù)據(jù)的無線傳輸，因此需要對主幀數(shù)據(jù)進行挑選，選取核心參數(shù)完成無線傳輸，這個過程叫做遙測系統(tǒng)矩陣型遙測幀挑路。

遙測系統(tǒng)通過無線鏈路完成遙測數(shù)據(jù)的傳輸，無線鏈路遙測數(shù)據(jù)傳輸配備有專門的終端設(shè)備，終端設(shè)備接收完整的遙測系統(tǒng)矩陣型遙測幀并挑路遙測幀數(shù)據(jù)，無線鏈路遙測數(shù)據(jù)傳輸終端設(shè)備由于要完成遙測數(shù)據(jù)的編碼、調(diào)制、數(shù)據(jù)采集等功能，會有一塊大容量的FPGA芯片。由于各型號矩陣型遙測幀結(jié)構(gòu)不同，挑路位置不同，形式多樣，一般采用DSP進行處理，在實際任務(wù)中,挑取的參數(shù)數(shù)量變化較大,此時相同的DSP完成挑路處理的時間差異會較大,軟件的適應(yīng)性和可靠性都得不到保證。而且采用DSP處理會增加終端設(shè)備的元器件種類和數(shù)量，增加設(shè)備功耗、體積，降低設(shè)備可靠性，而且由于DSP處理器主頻的限制，其處理能力有限，如果遙測系統(tǒng)矩陣型遙測幀速率較高，會出現(xiàn)處理不過來的情況，限制了接口的數(shù)據(jù)吞吐率。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有采用DSP處理遙測系統(tǒng)矩陣型遙測幀挑路過程存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種能提供較高的接口數(shù)據(jù)吞吐率又能提高設(shè)備可靠性，降低設(shè)備功耗和體積，基于FPGA的遙測系統(tǒng)矩陣型遙測幀挑路遙測幀數(shù)據(jù)的處理方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種矩陣型遙測幀挑路遙測幀數(shù)據(jù)的處理方法，其特征在于包括如下步驟：在可編程邏輯單元FPGA中，用三級存儲處理電路和兩級映射處理電路來實現(xiàn)數(shù)據(jù)挑路過程中有效列數(shù)據(jù)選擇和有效列數(shù)據(jù)中有效數(shù)據(jù)的提取；用遙測系統(tǒng)的中心程序器產(chǎn)生矩陣型遙測幀，并由中心程序器將矩陣型遙測幀轉(zhuǎn)換為比特流，采用單bit串行的方式從數(shù)據(jù)流出口輸出矩陣型遙測幀數(shù)據(jù)；將輸入的遙測系統(tǒng)矩陣型遙測幀比特流分為兩路，一路進入三級存儲處理電路中的第一個存儲器存儲，一路送入移位寄存器，在移位寄存器對應(yīng)位置判定主幀同步碼和子幀同步碼的組合特征字完成初級幀的同步判決；兩級幀頭判定電路定位矩陣型遙測幀的起始位置，列讀取電路將比特流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以列為單位的字節(jié)數(shù)據(jù)；以列為單位的字節(jié)數(shù)據(jù)與列映射表配合使用，選取有挑路需求的列數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存入存儲器2；存儲器2中數(shù)據(jù)按字節(jié)讀出，并與行映射表配合完成有效數(shù)據(jù)的提出，存入存儲器3中完成整個數(shù)據(jù)挑路過程。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：