[发明专利]基于虚拟信道的SpaceWire网络传输与处理

说明书

技术领域

本发明涉及SpaceWire网络传输方法，是将CCSDS AOS协议位流业务的虚拟信道技术应用于SpaceWire网络传输与处理方法。

背景技术

随着芯片集成及SOC技术的进步，如今卫星遥感技术无论在理论、技术还是应用方面都得到飞速地发展，新型的卫星传感器不断涌现，微波遥感、高光谱遥感技术日趋成熟，应用型遥感卫星正向多分辨率、多遥感平台方向发展，其空间分辨率、时间分辨率以及光谱分辨率都普遍提高。这些因素决定了星载数据传输系统的特点，具体表现为：遥感数据传输通道多、单向传输数据量大、码速率高，数据传输的实时性、可靠性要求高。CCSDS AOS协议、SpaceWire总线协议标准为满足星载数据传输需求提供了解决方案。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明提供了一种基于CCSDS AOS虚拟信道技术的SpaceWire网络传输与处理方法，该方法面向星载高速数据处理与传输特点，优化了数据处理过程，提高了SpaceWire总线网络传输效率，已在FY-4卫星数传系统中得到了应用。通过该传输与处理方法，能够实现多个高速载荷的实时接入，通过增加节点与路由器数量形成庞大的星载数据传输与处理网络，为解决目前卫星数据传输瓶颈提供设计参考与依据测数据。

根据ECSS-E-50-12A协议标准关于SpaceWire总线链路、节点、路由器及网络的规定，其数据包层协议继承了IEEE 1355-1995定义的数据包装协议，规定了总线源端到宿端的数据包装格式，其数据包结构由目标地址、数据内容及包结束标志组成。其中，目标地址根据SpaceWire网络结构及传输路径情况来确定；包结束标志为EOP或EEP，用于表示传输的数据包正确或错误。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于虚拟信道的SpaceWire网络传输与处理方法，通过分析SpaceWire总线协议数据包装与CCSDS AOS协议数据处理过程，在参考欧空局ECSS-E-ST-50-11C协议规范（RMAP协议）及GOES-R卫星SpW相关协议标准（RDDP协议）的基础上，对卫星载荷数据SpaceWire总线协议与CCSDS AOS协议处理过程进行一体化设计，即在总线发送端进行SpaceWire总线协议包装的过程中，完成有效数据的CCSDS AOS协议虚拟信道处理。总线接收端只需提取有效数据的VCDU帧，再添加信道传输同步头即可完成有效数据物理信道CADU组帧，实现在物理信道上传输。

本发明还提供一种应用上述方法的基于虚拟信道的SpaceWire网络传输与处理系统，该系统包括：数据处理器、1553B总线和两个数据处理模块，其中：各载荷数据经SpaceWire总线协议包装，通过SpaceWire总线传输至数据处理器的路由器，路由芯片进行SpaceWire总线协议解析，根据载荷节点路由路径地址，通过2个COMI口寻址输出相应的载荷数据；数据处理器处理部分完成多路载荷数据的VCDU帧提取，添加同步头，通过LVDS电平分别输出至两个物理传输信道；1553B总线实现数据处理器初始化配置和状态监测；根据该网络拓扑结构，载荷通道各主份节点通过路由配置，从第一数据处理模块路由至第二数据处理模块，经第二数据处理模块完成虚拟信道复用，输出至两个物理信道。

本发明系统在载荷节点端SpaceWire协议包装时，完成了CCSDS AOS协议虚拟信道处理，优化了数据处理环节，提高了系统可靠度。此外，由于SpaceWire网络多路节点传输到路由芯片COMI口输出时，该网络路由体制在一定程度上解决了多路数据调度问题，相对于独立SpaceWire数据包装和CCSDS AOS协议虚拟信道处理，在网络接收端不需要对各路节点数据分别缓存，再实施虚拟信道调度，减少了系统存储、调度资源，进一步提高了系统可靠性。

附图说明

图1为本发明基于虚拟信道的SpaceWire协议数据包格式；

图2为本发明基于虚拟信道的SpaceWire网络传输与处理方法的原理图；

图3为搭建的SpaceWire网络拓扑结构。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。