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CCSDS高级在轨系统信道合路器/分路器的研究及其基于FPGA技术的实现

作　者: 刘永刚
导　师: 朱守正
学　校: 华东师范大学
专　业: 无线电物理
关键词: CCSDS 高级在轨系统 FPGA 合路器 分路器
分类号: V443
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 194次
引　用: 3次
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内容摘要


CCSDS高级在轨系统在航天技术发挥着越来越重要的作用,而信道合路器/分路器以及虚拟信道调度策略是AOS空间站数据系统的核心,是AOS空间站能够传输多任务,高速率不同数据的关键。本文通过对CCSDS高级在轨系统(AOS)的研究,对AOS空系统的架构、特性以及业务进行了分析。信道合路器/分路器是AOS空间站数据系统的关键部分,是AOS空间站能够传输多任务,不同速率数据的关键。在对该系统的分析中,确定需传输五种不同性质、不同速率的数据(其中详查相机数据速率为150Mbit/s),并确定其传输的VCDU为4080bit。进而明确了信道合路器/分路器的功能和性能指标,以及虚拟信道调度策略需要完成任务。由于LVDS(低电压差分信号),其具有高速传输能力、低噪声、低功耗、集成能力强等诸多优点,因此确定合路器与分路器之间的数据接口标准以及其它接口之间的数据电平标准均采用LVDS电平标准。在以上工作的基础上,完成了信道合路器/分路器系统设计方案,确定了信道合路器、分路器的架构及其模块组成,插入业务的实现,数据存储器的选择,信道合路器/分路器与其它链路控制器的接口设计采用握手原则,完成数据的传输。虚拟信道调度决定VCDU在发送到物理信道时的排序,针对带有优先级的轮询的方式可能带来信道垄断的缺点,提出了加权轮询方式的动态调度策略,对其进行了分析,发现基本可以满足五种数据对物理信道的占用。以Virtex-4系列XC4VFX12型号的FPGA芯片为核心完成了系统的电路设计,用Verilog HDL语言,完成了所有的逻辑代码设计。搭建了模拟测试系统,用Tektronix TLA5201逻辑分析仪观察系统中传输的数据流。发现在大量的测试中,系统均正常工作,信道合路器/分路器可以保持合路与分路能力,数据传输流畅,无丢失现象。

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中图分类: > 航空、航天 > 航天（宇宙航行） > 航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制 > 电子设备
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