[發明專利]一種具備外部下載功能的多模數據鏈系統及方法

有效

• 申請號: 201811279467.9
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109525276B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 杜鵬淵;李曉曦;張焱;肖長春;王靜雨
• 申請（專利權）人: 航天恒星科技有限公司
• 主分類號: H04B1/401
• 分類號: H04B1/401;H04B1/74;H04B7/185;H04W88/06;H04L12/24
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

1.一種具備外部下載功能的多模數據鏈系統，其特征在于包括：FPGA、MCU主控模塊、第一FLASH模塊、第二FLASH模塊、選通器、收發鏈路模塊以及接口模塊；

MCU主控模塊通過接口模塊接收外部輸入的控制指令，控制選通器工作，使得FPGA生成的片選信號通過選通器發送到第一FLASH模塊，或者通過選通器發送到第二FLASH模塊；FPGA根據從第一FLASH模塊或第二FLASH模塊中讀取的對應不同通信模式的預置配置程序對FPGA自身以及收發鏈路模塊進行相關配置，再通過收發鏈路模塊接收外部輸入數據鏈的信息進行處理或者通過收發鏈路模塊將信息發送到外部數據鏈；

FPGA通過接口模塊在線下載外部配置程序并進行數據處理，將處理后的配置程序寫入第一FLASH模塊或第二FLASH模塊，更新第一FLASH模塊或第二FLASH模塊中預置配置程序；

FPGA中包括下載校驗模塊、緩存模塊、二次校驗模塊、寫模塊以及讀模塊；

FPGA通過接口模塊在線下載的外部配置程序通過下載校驗模塊進行校驗，校驗成功后存入緩存模塊中，再通過寫模塊將下載的外部配置程序寫入第一FLASH模塊或第二FLASH模塊，寫入之后通過讀模塊讀取寫入的內容并通過二次校驗模塊進行校驗，以保證寫入的配置程序正確；

FPGA通過接口模塊在線下載的外部配置程序通過RapidIO接口傳入下載校驗模塊并進行數據處理。

2.根據權利要求1所述的一種具備外部下載功能的多模數據鏈系統，其特征在于：所述更新第一FLASH模塊或第二FLASH模塊中預置配置程序是指對預置配置程序進行升級或者替換為新的對應其他通信模式的配置程序。

3.根據權利要求1所述的一種具備外部下載功能的多模數據鏈系統，其特征在于：收發鏈路模塊包括天鏈通信模塊、北斗通信模塊、地面通信模塊、備用通信模塊以及數據處理模塊；

天鏈通信模塊用于當通信處于天鏈通信模式時，FPGA通過天鏈通信模塊與外部數據鏈進行數據交互；

北斗通信模塊用于當通信處于北斗通信模式時，FPGA通過北斗通信模塊與外部數據鏈進行數據交互；

備用通信模塊用于當通信處于除天鏈和北斗以外的其他通信模式時，FPGA通過備用通信模塊與外部數據鏈進行數據交互；

地面通信模塊用于FPGA與地面站之間的通信；

數據處理模塊用于在FPGA與外部數據鏈或者地面站進行通信時，對FPAG接收的數據依次進行濾波、放大和模/數轉換，對FPGA發送的數據依次進行數/模轉換、放大和濾波。

4.根據權利要求1所述的一種具備外部下載功能的多模數據鏈系統，其特征在于：第一FLASH模塊或第二FLASH模塊中分別預存對應天鏈通信模式和北斗通信模式的配置程序，對應其他通信模式的配置程序通過FPGA在線下載方式實現。

5.根據權利要求1所述的一種具備外部下載功能的多模數據鏈系統，其特征在于：更換工作模式時，MCU發送控制指令控制選通器切換，使得FPGA切換讀取自第一FLASH模塊或第二FLASH模塊中的配置程序，從而實現切換工作模式。

6.根據權利要求1所述的一種具備外部下載功能的多模數據鏈系統，其特征在于：接口模塊，接口模塊通過CAN總線接收外部控制指令，進而完成工作模式選擇，接口模塊通過IIC總線進行監控狀態上報。

7.根據權利要求1所述的一種具備外部下載功能的多模數據鏈系統，其特征在于：還包括電源模塊和時鐘模塊，電源模塊用于給其他模塊供電，時鐘模塊為FPGA提供工作時鐘信號。

8.一種基于如權利要求1～7中任一項所述具備外部下載功能的多模數據鏈系統實現的數據傳輸方法，其特征在于包括步驟如下：

(1)接口模塊通過CAN總線接收外部控制指令；

(2)MCU主控模塊通過接口模塊接收外部輸入的控制指令，控制選通器工作；

(3)FPGA生成的片選信號通過選通器發送到第一FLASH模塊或者通過選通器發送到第二FLASH模塊；

(4)FPGA讀取存儲在第一FLASH模塊或第二FLASH模塊中的對應不同通信模式的預置配置程序；

(5)FPGA根據讀取的對應不同通信模式的預置配置程序對FPGA自身以及收發鏈路模塊進行配置；

(6)FPGA通過收發鏈路模塊接收外部輸入數據鏈的信息進行處理或者通過收發鏈路模塊將信息發送到外部數據鏈；

(7)判斷是否需要切換通信模式，如果需要切換通信模式，則MCU主控模塊重新發控制指令，令選通器工作，切換與FPGA連通的FLASH；如果需要切換的通信模式未在第一FLASH模塊和第二FLASH模塊中預置配置程序范圍內，則進入步驟(8)；

(8)FPGA通過接口模塊在線下載外部配置程序并進行數據處理，將處理后的配置程序寫入第一FLASH模塊或第二FLASH模塊，更新第一FLASH模塊或第二FLASH模塊中預置配置程序。