[发明专利]一种基于FPGA的SpaceFibre星载网络节点测试系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的SpaceFibre星载网络节点测试系统及方法，该系统包括：SpaceFibre数据接收缓存模块、发送模块和设置在上位机上的分析对比模块；SpaceFibre数据接收缓存模块和发送模块通过FPGA实现，其中，SpaceFibre数据接收缓存模块，用于接收待测SpaceFibre星载网络节点传输的SpaceFibre数据帧，对收到的SpaceFibre数据帧解帧并进行CRC校验，然后进行打包处理并存储；发送模块，用于通过PCIe接口将存储的数据包发送至分析对比模块；分析对比模块，用于对收到的数据包进行解包，计算丢包率，生成测试报告。

技术领域

发明涉及航天器超高速数据传输网络技术领域，具体涉及一种基于FPGA的SpaceFibre星载网络节点测试系统及方法。

背景技术

随着航天技术的发展，越来越多高速有效载荷被应用到航天领域中，比如多光谱成像仪以及合成孔径雷达，它们产生出来需要传输的数据量也急剧升高，这对航天中总线的传输性能提出了新的要求，在此背景下，英国邓迪大学与ESA共同推出了超高速串行星载数据链路SpaceFibre技术，用以替代现有的SpaceWire总线标准。

SpaceFibre旨在用于高数据速率有效载荷的数据处理网络。SpaceFibre能够在光纤和铜缆上运行，并在不久的将来支持2 Gbit/s的数据速率，长期支持高达5 Gbit/s的数据速率。它旨在补充广泛使用的SpaceWire板载网络标准的功能：将数据速率提高10倍，将电缆质量减少四倍，并提供电流隔离。多线程将数据速率进一步提高到超过20 Gbit/s。

目前英国邓迪大学已经完成具有完整功能的SpaceFibre链路分析仪，其支持接口诊断模式以及链路分析模式，可以用于对含有SpaceFibre接口的FPGA和板卡的调试。此外在该领域，瑞典和德国以及俄罗斯等国家也有相当程度的技术积累。相比之下，国内很少有SpaceFibre网络测试相关的工作，开发自主知识产权的SpaceFibre测试系统对我国航天事业的发展有重要的作用。

现有的SpaceFibre网络性能测试方案的主要问题在于未成体系，对于SpaceFibre网络的性能测试，往往是通过外部工具侧面计算出来的方式，这种方式容易带来较大误差，且只能计算出理论速率，对于通信信道中的实际速率无法准确把握，且计算方式较为复杂，需要对不同速率的SpaceFibre进行分别计算，工作量很大。目前的通用计算机均不含有SpaceFibre接口，对于SpaceFibre的数据处理和网络性能分析也是个很大的阻碍。

提出一种SpaceFibre网络的测试系统，就可以大大提高对于SpaceFibre网络的性能测试以及数据处理的工作效率，同时对于不同的数据处理需求，在上位机端可以设计不同的功能来满足，十分灵活。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提出了一种基于FPGA的SpaceFibre星载网络节点测试系统，还提出了一种基于FPGA的SpaceFibre星载网络节点测试方法。

为了实现上述目的，本发明提出了一种基于FPGA的SpaceFibre星载网络节点测试系统，所述系统包括：SpaceFibre数据接收缓存模块、发送模块和设置在上位机上的分析对比模块；SpaceFibre数据接收缓存模块和发送模块通过FPGA实现，其中，

所述SpaceFibre数据接收缓存模块，用于接收待测SpaceFibre星载网络节点传输的SpaceFibre数据帧，对收到的SpaceFibre数据帧解帧并进行CRC校验，然后进行打包处理并存储；

所述发送模块，用于通过PCIe接口将存储的数据包发送至分析对比模块；

所述分析对比模块，用于对收到的数据包进行解包，计算丢包率，生成测试报告。

作为上述系统的一种改进，所述SpaceFibre数据接收缓存模块包括：接收单元、处理单元和DDR3芯片；其中，