[发明专利]基于智能网卡DPU的云计算测控系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于智能网卡DPU的云计算测控系统及方法，属于航天测控与云计算结合领域，包括智能网卡DPU模块，在智能网卡DPU模块中基于收发协议栈与数字化射频前端设备进行数据的收发匹配；且所述智能网卡DPU模块还包括数字前端数据自适应跟随模块、测控加速池化模块、智能网卡云化模块和测控算法加速模块。本发明实现高吞吐量的测控信号传输，实现网卡对不同速率的精确跟踪，满足了数字化前端和云平台可靠、低延时的数据传输。

技术领域

本发明涉及航天测控与云计算结合领域，更为具体的，涉及一种基于智能网卡DPU的云计算测控系统及方法。

背景技术

随着航天发射任务与日俱增，在轨运行的卫星数量呈成倍增长，仅2018年各国共计发射476颗卫星、飞船等航天器。同时，随着军民融合政策的推进和实施，国防军工航天逐渐向民用商业的拓展，商业航天蓬勃发展，5G技术进展迅速，我国在构建天地一天化网络方面也取得重大进展。这一切都对原有的航天测运控系统提出了越来越高的要求，新一代地面测运控系统发展不仅具有多目标，多任务，高带宽，低延时，高速率，网络化等技术特征，还需有信息资源开发共享、统一管理、统一调度的特点，并日益注重资源整合与高效使用。传统技术方案难以适应发展需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于智能网卡DPU的云计算测控系统及方法，实现高吞吐量的测控信号传输，实现网卡对不同速率的精确跟踪，满足数字化前端和云平台可靠、低延时的数据传输等。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种基于智能网卡DPU的云计算测控系统，包括：

智能网卡DPU模块，在智能网卡DPU模块中基于收发协议栈与数字化射频前端设备进行数据的收发匹配；且所述智能网卡DPU模块还包括数字前端数据自适应跟随模块、测控加速池化模块、智能网卡云化模块和测控算法加速模块；

所述数字前端数据自适应跟随模块包括数字锁相环单元，用于跟踪数字前端设备的UDP发送帧频，在接收数字前端数据的同时，利用还原出来的数据速率，往射频前端发送上行数据；

所述测控加速池化模块包括互联模块，利用所述互联模块连接多张智能网卡；

所述智能网卡云化模块包括CPU和云平台调度器软件，智能网卡云化模块的CPU上运行有相应的agent程序，该agent程序与云调度中心通讯；

所述测控算法加速模块FPGA芯片和镜像仓库，利用FPGA芯片提供用户算法空间，让用户能够选择智能网卡提供的测控算法库，制作成标准的算法库，并上传到镜像仓库。

进一步地，包括数字化射频前端设备，用于向智能网卡DPU模块发送数据。

进一步地，所述数字锁相环单元包括全数字锁相环单元DPLL，并且，在下行数据接收的同时，利用全数字锁相环单元DPLL对接收数据帧频率进行锁定，上行数据根据此频率从数据缓存里面取数据进行发送，且保证上下行速率一致。

进一步地，所述互联模块利用加速器100G光口进行互联，外网处理与外部数据的交换，内网处理多卡之间协同，实现任意卡智能网卡之间互通。

进一步地，对于低速数据，所述互联模块通过PCIE总线与服务器进行直通。

进一步地，所述agent程序上报智能网卡信息和根据调度器的指令执行任务；所述云调度中心能够让agent程序从镜像仓库里面下载软件进行运行，也能够对软件进行参数配置，根据agent程序上报的状态，判断智能网卡的健康情况，当某智能网卡出现故障被云调度中心检测到以后，把其业务迁移到其它智能网卡运行。

进一步地，所述云调度中心通过与CPU的agent程序进行通信，下载算法到智能网卡；如果现有算法库不能满足用户需求，则按照规则自行设计算法并编译成镜像发布到镜像仓库即可。