[发明专利]一种航天器AOS系统双口RAM缓冲区管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种航天器AOS系统双口RAM缓冲区管理方法。

背景技术

新型遥感卫星、深空探测器和飞船等航天器的数据业务和数据类型众多，各类数据的速率、分布、实时性、重要性、传输质量要求等属性各不相同，因此在空间数据系统设计时普遍采用灵活性强、适应性好的AOS(Advanced Orbiting System，高级在轨系统)协议进行数据的包装、调度和复接处理。根据AOS协议，各种具体类型的数据经过包装和格式化处理后，按数据类别形成长度固定、格式相同的若干种虚拟信道数据单元(Virtual Channel Data Unit，VCDU)，每类VCDU对应一个虚拟信道(Virtual Channel，VC)，各虚拟信道以VCDU帧的传输周期为时隙分时复用同一物理信道，通过调度复接实现所有VCDU数据单元在物理信道上的交替、连续传输。

航天器的AOS协议处理设备(如数据复接器)对VCDU业务数据进行调度和复接处理的过程中，需为每一虚拟信道分配和组织适当的缓存区用于接收VCDU数据单元，此缓存区既要在较宽速率范围内适应同步、异步或等时输入，同时又能向物理信道提供高速等时输出。在星上存储和处理资源均有限的条件下，需要一种接口操作简单、容错性好、高效率的缓冲区组织和管理方法，来实现VCDU业务数据单元的高速调度和传输。

由于VCDU业务需要输出高速数据流，因此AOS协议处理设备中采用高速FPGA芯片的内部逻辑资源和缓存区资源来实现VCDU业务功能。在现有技术中，缓存区通常被设计为FIFO形式，其读写接口的操作较简单，但具有在空间辐射环境影响下发生数据移位和逻辑翻转后无法自主恢复的固有缺陷。采用双口RAM缓存区设计可以很好地克服FIFO的缺陷，但现有方案通常需要用户模块参与双口RAM缓存区的地址管理和切换控制，使得设计复杂，可靠性降低，不能很好的适应航天器数据系统的应用要求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对现有技术的不足，提供了一种航天器AOS系统双口RAM缓冲区管理方法，实现了对VCDU数据包在双口RAM缓冲区中的自主存储管理。

本发明的技术解决方案是：

一种航天器AOS系统双口RAM缓冲区管理方法，用于对双口RAM进行读写自主控制，包括以下步骤：

根据AOS系统中VCDU数据包的长度对双口RAM缓冲区进行划分，并对划分后的子分区编码；

写入VCDU数据包时：

接收输入的VCDU数据流；根据写入选择信号确定待写入的子分区；

若子分区为空状态，则将VCDU数据包写入子分区，并在写入结束时将写入选择信号指向下一个子分区；若子分区为满状态，则将VCDU数据包丢弃；

读出VCDU数据包时：

根据读出选择信号确定待读出的子分区；

若子分区为满状态，则将子分区中的VCDU数据包读出，并在读出结束时将读出选择信号指向下一个待读的子分区；若子分区为空状态，则放弃当前读出操作。

进一步的，在写入VCDU数据包时，每个VCDU数据包均按照0～L-1的写入地址范围写入双口RAM，所述写入选择信号确定当前的写入子分区；当写入VCDU数据包的写入地址为L时，所述写入选择信号指向下一个子分区，并置当前子分区为满，其中，L为所述VCDU数据包长度。

进一步的，在读出VCDU数据包时，每个VCDU数据包均按照0～L-1的读出地址范围读出双口RAM，所述读出选择信号确定当前的读出子分区；当读出VCDU数据包的读出地址为L时，所述读出选择信号指向下一个子分区，并置当前子分区为空，其中，L为所述VCDU数据包长度。

进一步的，所述子分区具有空标志信号和满标志信号，当所述空标志信号有效且满标志信号无效则对应子分区为空状态，当所述满标志信号有效且空标志信号无效则对应子分区为满状态，所述空标志信号由读时钟驱动，满标志信号由写时钟驱动；当子分区写入完整的VCDU数据包后，写时钟置满标志信号为有效，读时钟检测到有效满标志后，置空标志信号为无效；当子分区读出完整的VCDU数据包后，读时钟置空标志信号有效，写时钟检测到有效空标志信号后，置满标志信号为无效。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)采用双口RAM缓冲区自主管理方法的缓冲区对外接口简单通用，具有与FIFO缓冲区相同的优点，便于在航天器AOS协议设备设计中采用；缓冲区内部的组织和切换采用闭环自主控制方式，对外透明，无需用户模块参与，节省星上处理资源，降低系统设计复杂度。