[發明專利]基于FPGA的多路數據采集以及實時混合傳輸平臺

有效

• 申請號: 202010177286.6
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111404652B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 楊波;林前進;余躍;王成明;王清峰;蔡彬;邵艷明
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: H04L1/20
• 分類號: H04L1/20;H04L1/00;H04B10/69
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

1.基于FPGA的多路數據采集以及實時混合傳輸平臺，其特征在于：包括FPGA數據處理器（1）、外部圖像采集電路（2）、光模塊（4）、下級處理器（5）和上位機模塊（3）；所述外部圖像采集電路（2）包括圖像探測器I（6）、圖像探測器II（7）、AD模數轉換模塊（8）和TLK1501光纖發送模塊（9）；

上位機模塊（3）：通過人機交互界面接收操作人員輸入的指令，經過處理后得到上位機指令（18），輸出給FPGA數據處理器（1）；

FPGA數據處理器（1）：對上位機指令（18）進行拆解，得到探測器I使能信號（20）、探測器II使能信號（21）和下傳控制信號（26），并將探測器I使能信號（20）發送給圖像探測器I（6），將探測器II使能信號（21）發送給圖像探測器II（7）；將下傳控制信號（26）、圖像I信號（24）和圖像II數據（23）進行緩存和傳輸，并通過高速切換，將各路數據實時輸出給光模塊（4），通過光纖形式與下級處理器（5）進行通信；

圖像探測器I（6）：在探測器I使能信號（20）的驅動下向AD模數轉換模塊（8）輸出圖像I模擬信號（22）；

AD模數轉換模塊（8）：對圖像I模擬信號（22）進行數字量轉換，得到圖像I信號（24）輸出給FPGA數據處理器（1）；

圖像探測器II（7）：在探測器II使能信號（21）的驅動下向TLK1501光纖發送模塊（9）輸出圖像II數據（23）；

TLK1501光纖發送模塊（9）：對圖像II數據（23）進行處理，得到圖像II光纖數據（25）送入FPGA數據處理器（1）；

所述圖像探測器I（6）為RC016B高性能快照模式圖像探測器，圖像探測器II（7）為長波MSM圖像探測器，圖像探測器I（6）和圖像探測器II（7）能夠在不同頻譜下進行圖像數據采集。

2.根據權利要求1所述的基于FPGA的多路數據采集以及實時混合傳輸平臺，其特征在于：FPGA數據處理器（1）包括以太網通訊模塊（14）、探測器驅動模塊（10）、超采樣模塊（11）、多路數據混合以及校驗模塊（12）、多路數據緩存DRAM（13）、數據發送切換狀態機（15）、復用器（16）和SerDes高速通信發送模塊（17）；

所述以太網通訊模塊（14）接收上位機模塊（3）輸出的上位機指令（18），并將其拆解為探測器使能指令（19）和下傳控制信號（26），探測器使能指令（19）送入探測器驅動模塊（10）中進行解析，解析后得到探測器I使能信號（20）和探測器II使能信號（21）；下傳控制信號（26）送入多路數據混合以及校驗模塊（12）中；

超采樣模塊（11）對圖像I信號（24）進行超采樣，得到超采圖像1數據（30）輸出給多路數據混合以及校驗模塊（12）；多路數據混合以及校驗模塊（12）同時接收TLK1501光纖發送模塊（9）輸出的圖像II光纖數據（25）；

多路數據混合以及校驗模塊（12）對圖像II光纖數據（25）、超采圖像1數據（30）以及下傳控制信號（26）進行混合，混合后的三路數據（28）送入多路數據緩存DRAM（13）中緩存并輸出給復用器（16），數據發送切換狀態機（15）向復用器（16）輸出數據切換使能信號（27），復用器（16）根據數據切換使能信號（27）實現多路數據緩存DRAM輸出數據（29）的有效切換，并將切換后的數據輸出給SerDes高速通信發送模塊（17）； SerDes高速通信發送模塊（17）將接收的多路數據傳輸給光模塊（4），通過光纖形式與下級處理器（5）進行通信。

3.根據權利要求2所述基于FPGA的多路數據采集以及實時混合傳輸平臺，其特征在于：所述超采樣模塊（11）按照16：1的采樣比率對圖像I 信號（24）進行處理，使得超采圖像1數據（30）和圖像探測器I（6）的工作時鐘保持一致。

4.根據權利要求3所述基于FPGA的多路數據采集以及實時混合傳輸平臺，其特征在于：所述多路數據混合及校驗模塊（12）對接收過來后的超采圖像1數據（30）、圖像II光纖數據（25）和下傳控制信號（26），分別加上區分數據類型的幀首、幀計數標志信號，同時多路數據混合及校驗模塊（12）在圖像II光纖數據（25）和超采圖像1數據（30）中添加檢驗和、幀計數，以便檢查鏈路傳輸中的圖像亂碼和丟失問題。