[發(fā)明專利]一種基于SerDes的遙感圖像傳輸系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710571060.2
• 申請(qǐng)日: 2017-07-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109257513A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程蕓;于雙江;王鵬;尹娜;翟國(guó)芳;周志娟;張磊;王建宇;蘇蕾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京空間機(jī)電研究所
• 主分類號(hào): H04N1/00
• 分類號(hào): H04N1/00;H04N7/10
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

一種基于SerDes的遙感圖像傳輸系統(tǒng)和方法，通道選擇模塊接收外部多個(gè)通道的CCD數(shù)字圖像信號(hào)，根據(jù)時(shí)序控制模塊輸出的通道選擇信號(hào)，從多個(gè)通道數(shù)據(jù)之中選擇一個(gè)通道的數(shù)據(jù)送至協(xié)議幀模塊；時(shí)序控制模塊根據(jù)外部輸入時(shí)鐘產(chǎn)生系統(tǒng)所需時(shí)鐘及復(fù)位信號(hào)；計(jì)時(shí)模塊在復(fù)位結(jié)束后進(jìn)行計(jì)時(shí)；握手同步模塊在計(jì)時(shí)模塊計(jì)時(shí)的過(guò)程中產(chǎn)生同步握手信號(hào)，以建立鏈路通信；協(xié)議數(shù)據(jù)幀模塊將選擇出的通道數(shù)據(jù)按照約定的傳輸協(xié)議進(jìn)行整理組包，得到數(shù)據(jù)幀；數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)幀根據(jù)8B/10B編碼，之后將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送；數(shù)據(jù)接收模塊則將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為并行數(shù)據(jù)，之后根據(jù)相應(yīng)的解碼規(guī)則進(jìn)行解碼。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航天遙感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于SerDes的遙感圖像傳輸系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

隨著傳感器技術(shù)以及相應(yīng)處理方法的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外遙感衛(wèi)星有效載荷的空間、時(shí)間和光譜分辨率不斷提高，相應(yīng)的數(shù)據(jù)規(guī)模呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，高分辨率遙感衛(wèi)星對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸接口提出了更高的要求，其必須具有傳輸速率快、可靠性高、連接點(diǎn)少等特點(diǎn)。目前，大部分遙感衛(wèi)星內(nèi)部的設(shè)備間接口類型都是低壓差分信號(hào)(LVDS)，圖像數(shù)據(jù)傳輸接口的數(shù)據(jù)形式多為并行輸出，這樣的傳輸形式需要大量的連接電纜，并且傳輸速率較低，帶來(lái)可靠性、成本、質(zhì)量等問(wèn)題，越來(lái)越不適應(yīng)航天遙感技術(shù)的發(fā)展要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于SerDes的遙感圖像傳輸系統(tǒng)和方法，解決了碼間干擾難題，實(shí)現(xiàn)了航天遙感器內(nèi)部系統(tǒng)間多通道圖像數(shù)據(jù)高速穩(wěn)定可靠傳輸。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于SerDes的遙感圖像傳輸系統(tǒng)，包括通道選擇模塊、時(shí)序控制模塊、計(jì)時(shí)模塊、握手同步模塊、協(xié)議數(shù)據(jù)幀模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)接收模塊和傳輸模塊；通道選擇模塊接收外部多個(gè)通道的CCD數(shù)字圖像信號(hào)，根據(jù)時(shí)序控制模塊輸出的通道選擇信號(hào)，從多個(gè)通道數(shù)據(jù)之中選擇一個(gè)通道的數(shù)據(jù)送至協(xié)議幀模塊；時(shí)序控制模塊根據(jù)外部輸入時(shí)鐘產(chǎn)生系統(tǒng)所需時(shí)鐘及復(fù)位信號(hào)；計(jì)時(shí)模塊在復(fù)位結(jié)束后進(jìn)行計(jì)時(shí)；握手同步模塊在計(jì)時(shí)模塊計(jì)時(shí)的過(guò)程中產(chǎn)生同步握手信號(hào)，以建立鏈路通信；協(xié)議數(shù)據(jù)幀模塊將選擇出的通道數(shù)據(jù)按照約定的傳輸協(xié)議進(jìn)行整理組包，得到數(shù)據(jù)幀；數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)幀根據(jù)8B/10B編碼，之后將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送；數(shù)據(jù)接收模塊則將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為并行數(shù)據(jù)，之后根據(jù)相應(yīng)的解碼規(guī)則進(jìn)行解碼。

還包括用于將數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和數(shù)據(jù)接收模塊之間的信號(hào)穩(wěn)定可靠傳輸?shù)膫鬏斈K。

所述傳輸模塊包括匹配網(wǎng)絡(luò)、隔離器、高速連接器和傳輸線；數(shù)據(jù)信號(hào)從數(shù)據(jù)發(fā)送模塊出發(fā)，在發(fā)送端經(jīng)過(guò)由若干匹配電阻組成的匹配網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)過(guò)隔離器進(jìn)行信號(hào)隔離之后到達(dá)發(fā)送端高速連接器，發(fā)送端高速連接器通過(guò)傳輸線與接收端的高速連接器相連，再經(jīng)過(guò)接收端的隔離器、匹配網(wǎng)絡(luò)之后到達(dá)數(shù)據(jù)接收模塊。

所述高速連接器的連接線采用兩芯同軸電纜連接。

所述約定的傳輸協(xié)議為：首先發(fā)送時(shí)間長(zhǎng)度為T_H的同步字符作為握手信號(hào)，以確保鏈路建立起連接，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)在數(shù)據(jù)頭尾相應(yīng)添加固定字符作為幀頭和幀尾信號(hào)，在數(shù)據(jù)接收時(shí)當(dāng)判斷到固定字符的幀頭信號(hào)時(shí)開(kāi)始接收有效數(shù)據(jù)信號(hào)，直到判斷到幀尾信號(hào)字符時(shí)結(jié)束一幀數(shù)據(jù)的接收；并且通過(guò)幀頭幀尾信號(hào)來(lái)判斷一幀數(shù)據(jù)是否完整。

一種基于SerDes的遙感圖像傳輸方法，包括如下步驟：

(1)上電之后，首先發(fā)送同步握手信號(hào)，建立鏈路連接；經(jīng)過(guò)時(shí)長(zhǎng)為T_R的上電復(fù)位后，開(kāi)始對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值小于設(shè)定值H時(shí)，發(fā)送固定字符C6BC，作為同步握手信號(hào)，建立通信鏈路連接；

(2)將多通道圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，選擇出需要發(fā)送的某通道圖像數(shù)據(jù)；等待發(fā)送的N通道圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)通道選擇信號(hào)判斷選擇出本時(shí)間段需要發(fā)送的某通道數(shù)據(jù)；

(3)按照約定的協(xié)議在數(shù)據(jù)頭尾相應(yīng)添加幀頭幀尾信號(hào)，組成待發(fā)送的數(shù)據(jù)包；