專(zhuān)利名稱(chēng)：多通道高速遙感數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集設(shè)備，特別是一種用于對(duì)航天遙感衛(wèi)星下行數(shù)據(jù) 進(jìn)行多通道采集和實(shí)時(shí)處理的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)內(nèi)外航天遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，世界各國(guó)發(fā)射的遙感衛(wèi)星越來(lái)越多，
基帶數(shù)據(jù)碼速率也從幾百KHz到幾百M(fèi)Hz,甚至達(dá)到GHz級(jí)。另外根據(jù)國(guó)家 和應(yīng)用的不同，衛(wèi)星的數(shù)據(jù)格式也各不相同。這樣，就要求遙感衛(wèi)星下行數(shù)據(jù) 獲取系統(tǒng)不僅要考慮采集速度，而且要考慮衛(wèi)星的數(shù)據(jù)格式。早期的數(shù)據(jù)采集 設(shè)備只能適應(yīng)單一衛(wèi)星型號(hào)，而且基本不具備數(shù)據(jù)處理能力。最為不利的一點(diǎn) 是，對(duì)應(yīng)于不同的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，往往需要開(kāi)發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。隨著衛(wèi)星狀 態(tài)的升級(jí)和變化，采集設(shè)備也必須同時(shí)進(jìn)行淘汰和升級(jí)。在很大程度上耗費(fèi)著 人力和物力，同時(shí)為了維護(hù)大量不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，所投入的后期成本 更加驚人。在另一方面，系統(tǒng)的可靠性也由于"i殳備^:量的龐大，連接的復(fù)雜而 嚴(yán)重下降。諸多不利因素都迫使業(yè)界急需一種更加靈活適用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。 這類(lèi)設(shè)備應(yīng)當(dāng)具有高速、可配置接口、并且可進(jìn)行實(shí)時(shí)格式處理等優(yōu)點(diǎn)。目前， 隨著FPGA技術(shù)與工藝的不斷發(fā)展，百萬(wàn)門(mén)、千萬(wàn)門(mén)級(jí)的大規(guī)模邏輯器件不斷 更新，而且處理速度越來(lái)越高。這些都為實(shí)現(xiàn)通用可配置、高碼速率處理提供 了技術(shù)保障。
因此，實(shí)現(xiàn)多通道獨(dú)立高速遙感數(shù)據(jù)記錄，同時(shí)要能夠適用更高的碼速率， 而且還要能夠適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)格式，能夠通過(guò)參數(shù)設(shè)置，完成對(duì)星上相機(jī)和地 面檢測(cè)設(shè)備解壓縮器輸出數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取，同時(shí)還能對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄前的 實(shí)時(shí)處理，成為今后遙感數(shù)據(jù)采集任務(wù)的必然要求。多通道、多速率、多任務(wù) 類(lèi)型的數(shù)據(jù)采集能力，對(duì)簡(jiǎn)化地面站系統(tǒng)整體的復(fù)雜度，提高系統(tǒng)可用度、可信性，以及增強(qiáng)系統(tǒng)的可維護(hù)性方面，都起著至關(guān)重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種具備優(yōu)先級(jí) 選擇、多通道、自同步、低耦合高擴(kuò)展能力、可進(jìn)行流水線或并行數(shù)據(jù)處理的 高速遙感數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是多通道高速遙感數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備，包括幀同 步單元、數(shù)據(jù)格式化單元、優(yōu)先級(jí)判別單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元； 多通道衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)各自經(jīng)串并轉(zhuǎn)換后進(jìn)入幀同步單元，幀同步單元捕獲遙感 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀頭，進(jìn)行幀同步并將同步后的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)格式化單元，數(shù)據(jù)格 式化單元將傳來(lái)的數(shù)據(jù)幀按照規(guī)定格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送至優(yōu)先 級(jí)判別單元；優(yōu)先級(jí)判別單元按照設(shè)定的優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集調(diào)度，將經(jīng) 格式化的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)采集單元依次進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行幀頭整理后送至緩沖 區(qū)；數(shù)據(jù)處理單元包括主處理器和多個(gè)協(xié)處理器，主處理器接收緩沖區(qū)的中斷 信號(hào)，從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)任務(wù)復(fù)雜程度，由主處理器直接對(duì)緩沖區(qū)讀出 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，或者調(diào)度協(xié)處理器采用流水線方式或并行方式進(jìn)行處理。
所述的幀同步單元的幀同步方法為采用桶型移位寄存器對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行 實(shí)時(shí)緩沖，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)寄存器的輸入數(shù)據(jù)中包含幀頭特征字時(shí)，將相應(yīng)寄 存器數(shù)據(jù)輸出，并保持當(dāng)前輸出狀態(tài)。
所述的數(shù)據(jù)格式化單元的規(guī)定格式為8bit并行無(wú)同步信號(hào)數(shù)據(jù)、16bit并 行無(wú)同步信號(hào)數(shù)據(jù)、32bit并行無(wú)同步信號(hào)數(shù)據(jù)。
所述的優(yōu)先級(jí)判別單元的判別方法為根據(jù)各通道的凄t據(jù)源，預(yù)先設(shè)定各 通道的優(yōu)先級(jí)順序，并將所述優(yōu)先級(jí)順序?qū)懭爰拇嫫髦?，?dāng)多通道數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn) 入優(yōu)先級(jí)判別單元后，按照寄存器中存儲(chǔ)的優(yōu)先級(jí)排序，從高到低依次響應(yīng)各 數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。
所述的數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)行幀頭整理的方法為通過(guò)預(yù)先設(shè)定的幀頭字符串， 不斷掃描數(shù)據(jù)采集時(shí)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，當(dāng)查找到數(shù)據(jù)幀頭時(shí)，標(biāo)記為數(shù)據(jù)幀起始，并將幀頭所在緩沖區(qū)地址傳遞給主控制器，由主控制器確定lt據(jù)幀頭位置。
所述的數(shù)據(jù)處理單元中主處理器調(diào)度協(xié)處理器采用流水線方式進(jìn)行處理的
各協(xié)處理器通過(guò)高速交換機(jī)共享緩沖區(qū)并按照編號(hào)先后依次執(zhí)行各自的任務(wù)，
主處理器對(duì)每個(gè)協(xié)處理器的處理狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；當(dāng)某一個(gè)協(xié)處理器任務(wù)完成后，
主處理器激活下一編號(hào)的協(xié)處理器立即繼續(xù)后續(xù)任務(wù)，同時(shí)任務(wù)完成后的協(xié)處 理器取入新的數(shù)據(jù)塊重復(fù)自己的任務(wù)，數(shù)據(jù)流持續(xù)穿過(guò)每個(gè)協(xié)處理器，形成流 水線處理方式，任務(wù)得以完成。
所述的數(shù)據(jù)處理單元中主處理器調(diào)度協(xié)處理器采用并行方式進(jìn)行處理的方
法為主處理器向每個(gè)協(xié)處理器下達(dá)相同的任務(wù)，但對(duì)每個(gè)協(xié)處理器分配不同 的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)段，主處理器監(jiān)控每個(gè)協(xié)處理器的狀態(tài)，每個(gè)協(xié)處理器處理完當(dāng) 前任務(wù)后，將數(shù)據(jù)寫(xiě)回到相應(yīng)緩沖區(qū)段，主處理器分配新的數(shù)據(jù)內(nèi)容給協(xié)處理 器，重新開(kāi)始數(shù)據(jù)處理過(guò)程，數(shù)據(jù)流被分流至每個(gè)協(xié)處理器進(jìn)行相同的處理， 形成并行處理方式，任務(wù)得以完成。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于
(1)本發(fā)明設(shè)備集成了數(shù)據(jù)串并轉(zhuǎn)換、幀同步、多通道并行采集及優(yōu)先級(jí) 判定功能、數(shù)據(jù)采集和處理功能，模塊間可通過(guò)高速總線相連接，因此系統(tǒng)集 成度高，功能部件間的耦合度低，提高了系統(tǒng)的吞吐能力和可靠性；
(2 )本發(fā)明設(shè)備在串并轉(zhuǎn)換后采用桶型移位的同步方法進(jìn)行高速數(shù)據(jù)同 步，避免了外接同步器的數(shù)據(jù)速率瓶頸和高速率產(chǎn)生的鐘碼衰減；
(3)本發(fā)明設(shè)備具有多通道釆集功能，并可通過(guò)設(shè)定優(yōu)先級(jí)保證不同速率 數(shù)據(jù)的采集穩(wěn)定性，相對(duì)于以往常用的多通道分時(shí)采集方法，通過(guò)設(shè)定高速數(shù) 據(jù)為高優(yōu)先級(jí)接收，能夠更好地避免數(shù)據(jù)丟失；
(4 )本發(fā)明設(shè)備通過(guò)實(shí)時(shí)的幀頭整理，使主處理器可以直接處理整幀數(shù)據(jù)， 降低了處理器開(kāi)銷(xiāo)，提高了處理模塊的吞吐能力；
(5 )本發(fā)明設(shè)備的數(shù)據(jù)處理模塊可根據(jù)任務(wù)特性進(jìn)行流水線或并行處理調(diào)度，最大程度發(fā)揮多處理器性能，避免了由于單一處理方式帶來(lái)的速度瓶頸，
提高了整體性能。


圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備的原理框圖； 圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備前端配置的通道接口模塊原理圖； 圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備中數(shù)據(jù)處理模塊的工作原理示意圖； 圖4為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備的一種具體實(shí)現(xiàn)方式圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，為本發(fā)明多通道高速遙感數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備的組成原理框圖， 包括幀同步單元、數(shù)據(jù)格式化單元、優(yōu)先級(jí)判別單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處 理單元。多通道衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)各自經(jīng)串并轉(zhuǎn)換后進(jìn)入幀同步單元，幀同步單元 捕獲遙感數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀頭，進(jìn)行幀同步并將同步后的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)格式化單元， 數(shù)據(jù)格式化單元將傳來(lái)的數(shù)據(jù)幀按照規(guī)定格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送 至優(yōu)先級(jí)判別單元。優(yōu)先級(jí)判別單元按照設(shè)定的優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集調(diào)度， 將經(jīng)格式化的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)采集單元依次進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行幀頭整理后送至 緩沖區(qū)。數(shù)據(jù)處理單元包括主處理器和多個(gè)協(xié)處理器，主處理器接收緩沖區(qū)的 中斷信號(hào)，從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)任務(wù)復(fù)雜程度，由主處理器直接對(duì)緩沖區(qū) 讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，或者調(diào)度協(xié)處理器采用流水線方式或并行方式進(jìn)行處理。
多通道高速遙感數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備由于要具備多通道同時(shí)獨(dú)立采集能力， 因此各通道之間的接口可能不同，速率也不一致。在考慮通用性的同時(shí)，多通 道高速遙感數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備具有擴(kuò)展接口，如圖2所示。每個(gè)通道的接口模 塊用于和該通道進(jìn)行電平、速率、阻抗匹配，進(jìn)入接口后統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為T(mén)TL信號(hào) 進(jìn)入后繼模塊。
經(jīng)過(guò)了接口模塊的數(shù)據(jù)具有了相同的電氣特性，各通道仍然保持獨(dú)立。首 先通過(guò)串并轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換以降低系統(tǒng)內(nèi)時(shí)鐘頻率，隨后各通道并行數(shù) 據(jù)獨(dú)立進(jìn)入相應(yīng)的幀同步模塊搜索幀頭，各個(gè)通道在搜索到幀頭之后按照相同的碼速率將數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。幀同步時(shí)采用桶型移位寄存器對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí) 緩沖，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)寄存器的輸入數(shù)據(jù)中包含幀頭特征字時(shí)，將相應(yīng)寄存器 數(shù)據(jù)輸出，并保持當(dāng)前輸出狀態(tài)。每個(gè)通道的幀同步數(shù)據(jù)通過(guò)獨(dú)立的格式化單
元，將數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的16bit并行數(shù)據(jù)，也可為8bit或32bit。轉(zhuǎn)換后的 數(shù)據(jù)對(duì)于后繼模塊，其接口格式是確定的，因此后繼模塊可以使用相同的接口 電3各進(jìn)行處理。
格式化后的各通道數(shù)據(jù)按照不同的速率進(jìn)入獨(dú)立的淺緩沖區(qū)，隨著數(shù)據(jù)的 不斷接收，將觸發(fā)"緩沖區(qū)滿(mǎn)"信號(hào)，該信號(hào)被送至優(yōu)先級(jí)判定單元，以決定 緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)是否立即被處理。優(yōu)先級(jí)判定單元收到"緩沖區(qū)滿(mǎn)"信號(hào)后， 按照程序設(shè)定的優(yōu)先編號(hào)進(jìn)行檢查，向優(yōu)先級(jí)高的緩沖區(qū)發(fā)出讀指令，將淺緩 沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入系統(tǒng)的深緩沖池，此時(shí)的寫(xiě)入原則將按照各實(shí)際需要進(jìn)行(各 通道仍然保持獨(dú)立，或建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，或混合存放等)。優(yōu)先級(jí)低的通道(一般 為低速率通道)必須等待高于自己優(yōu)先級(jí)的所有通道都處理完成之后才進(jìn)行讀 出處理。各個(gè)通道按照設(shè)定的優(yōu)先級(jí)原則，將逐漸被寫(xiě)入系統(tǒng)的深緩沖池，深 緩沖池相對(duì)于淺緩沖區(qū)具有很大存儲(chǔ)空間，用于后繼模塊(主CPU等)進(jìn)行 大量高速的數(shù)據(jù)處理。
數(shù)據(jù)在寫(xiě)入深緩沖池的過(guò)程中，幀頭整理單元會(huì)按照程序設(shè)定的方式(如 根據(jù)幀頭特征碼、行計(jì)數(shù)器、幀長(zhǎng)度等)對(duì)緩沖池中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址進(jìn)行標(biāo)記， 并將標(biāo)記后的地址表存放在特定的內(nèi)存位置以便主CPU查找。主CPU將利用 這些地址準(zhǔn)確確定幀中待處理數(shù)據(jù)的位置，而不需另外消耗時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)定位， 如圖3所示。
隨著深緩沖池中的數(shù)據(jù)不斷增加，將觸發(fā)"緩沖區(qū)滿(mǎn)"信號(hào)，該信號(hào)被送 至主CPU中斷處理程序。程序收到中斷后立即開(kāi)始調(diào)用數(shù)據(jù)處理程序開(kāi)始進(jìn) 行數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理程序是根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)處理任務(wù)預(yù)先編制的。包括數(shù)據(jù)處 理進(jìn)程和系統(tǒng)調(diào)度進(jìn)程兩部分。數(shù)據(jù)處理進(jìn)程負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)處理的具體操作，系 統(tǒng)調(diào)度進(jìn)程則根據(jù)任務(wù)特點(diǎn)確定若干協(xié)處理的任務(wù)分配。對(duì)于簡(jiǎn)單任務(wù)，主CPU可以親自執(zhí)行數(shù)據(jù)處理進(jìn)程，不啟動(dòng)系統(tǒng)調(diào)度進(jìn) 程，直接完成數(shù)據(jù)處理任務(wù)。
對(duì)于任務(wù)特性是依次進(jìn)行，且單個(gè)任務(wù)復(fù)雜度不大的情況，主CPU執(zhí)行 系統(tǒng)調(diào)度進(jìn)程，將數(shù)據(jù)處理進(jìn)程劃分為若干可順序執(zhí)行的部分，并向各個(gè)協(xié)處 理器送出對(duì)應(yīng)的指令地址，然后復(fù)位協(xié)處理器，使其自動(dòng)按照指定數(shù)據(jù)處理進(jìn) 程開(kāi)始工作。協(xié)處理器工作過(guò)程中，共同維護(hù)一張狀態(tài)表，當(dāng)自己的任務(wù)完成
時(shí)，對(duì)表格進(jìn)行標(biāo)記，主CPU實(shí)時(shí)查詢(xún)狀態(tài)表，當(dāng)發(fā)現(xiàn)前協(xié)一處理器(記為A) 和后一協(xié)處理器(記為B)任務(wù)都完成時(shí)，將A處理后的數(shù)據(jù)地址交給B,并 清空狀態(tài)表B的標(biāo)記。B檢查到自己的狀態(tài)被復(fù)位，則重新啟動(dòng)進(jìn)程開(kāi)始數(shù)據(jù) 處理，這樣就實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)流水線方式的傳遞處理。
對(duì)于任務(wù)特性是數(shù)據(jù)量大，但數(shù)據(jù)處理流程不復(fù)雜的情況，主CPU執(zhí)行 系統(tǒng)調(diào)度進(jìn)程，向各個(gè)協(xié)處理器送出數(shù)據(jù)處理進(jìn)程的指令地址(即所有協(xié)處理 器執(zhí)行相同的處理任務(wù))，并將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)劃分為若干部分，將相應(yīng)的地址交 給各個(gè)協(xié)處理器，然后復(fù)位協(xié)處理器，使其各自去緩沖區(qū)取出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊進(jìn) 行處理。協(xié)處理器工作過(guò)程中，共同維護(hù)一張狀態(tài)表，當(dāng)自己的每個(gè)數(shù)據(jù)塊任 務(wù)完成時(shí)，對(duì)表格進(jìn)行標(biāo)記，主CPU實(shí)時(shí)查詢(xún)狀態(tài)表，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)協(xié)處理器A 任務(wù)完成時(shí)，立即分配新的待處理數(shù)據(jù)塊地址給它，并清空狀態(tài)表A的標(biāo)記。 A檢查到自己的狀態(tài)被復(fù)位，則重新啟動(dòng)進(jìn)程開(kāi)始數(shù)據(jù)處理，這樣就實(shí)現(xiàn)了數(shù) 據(jù)并行方式的快速處理。
數(shù)據(jù)處理任務(wù)進(jìn)行的同時(shí)，主CPU統(tǒng)計(jì)已處理好的數(shù)據(jù)塊，當(dāng)數(shù)據(jù)塊大小 達(dá)到一定容量時(shí)，向上層應(yīng)用軟件發(fā)出中斷信號(hào)，上層應(yīng)用軟件得到中斷后， 啟動(dòng)一次DMA操作，通過(guò)通用設(shè)備接口 (如PCI\PCIE等)將處理好的數(shù)據(jù)一 次傳送至計(jì)算機(jī)內(nèi)存，并進(jìn)行寫(xiě)磁盤(pán)記錄操作。這個(gè)過(guò)程由DMA控制器自動(dòng) 完成，不需要采集處理i殳備的主CPU干預(yù)，系統(tǒng)仍然可以進(jìn)^f亍采集處理工作。
整個(gè)系統(tǒng)流程持續(xù)進(jìn)行，不斷完成遙感數(shù)據(jù)的進(jìn)機(jī)、采集、處理、提交過(guò) 程，其一種可行的實(shí)現(xiàn)方式整體結(jié)構(gòu)如圖4所示。數(shù)據(jù)由接口模塊進(jìn)機(jī)后，通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)判定和數(shù)據(jù)采集，并將采集數(shù)據(jù)放入大容量RAM,由高 性能嵌入式處理器(如PowerPC)作為主CPU,控制各協(xié)CPU (如DSP )完 成數(shù)據(jù)處理任務(wù)。數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的傳輸通道采用高速數(shù)傳協(xié)議(如Rapid 10)。 最終通過(guò)PCI接口與上位系統(tǒng)(計(jì)算機(jī))連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸記錄。按照實(shí)際 使用情況可采用32位模式或擴(kuò)展至64位模式，最大程度上利用PCI總線的帶 寬，使數(shù)據(jù)傳輸更加高效。
本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1、多通道高速遙感數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備，其特征在于包括幀同步單元、數(shù)據(jù)格式化單元、優(yōu)先級(jí)判別單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元；多通道衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)各自經(jīng)串并轉(zhuǎn)換后進(jìn)入幀同步單元，幀同步單元捕獲遙感數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀頭，進(jìn)行幀同步并將同步后的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)格式化單元，數(shù)據(jù)格式化單元將傳來(lái)的數(shù)據(jù)幀按照規(guī)定格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送至優(yōu)先級(jí)判別單元；優(yōu)先級(jí)判別單元按照設(shè)定的優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集調(diào)度，將經(jīng)格式化的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)采集單元依次進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行幀頭整理后送至緩沖區(qū)；數(shù)據(jù)處理單元包括主處理器和多個(gè)協(xié)處理器，主處理器接收緩沖區(qū)的中斷信號(hào)，從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)任務(wù)復(fù)雜程度，由主處理器直接對(duì)緩沖區(qū)讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，或者調(diào)度協(xié)處理器采用流水線方式或并行方式進(jìn)行處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道高速遙感數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備，其特征在 于所述的幀同步單元的幀同步方法為采用桶型移位寄存器對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行 實(shí)時(shí)緩沖，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)寄存器的輸入數(shù)據(jù)中包含幀頭特征字時(shí)，將相應(yīng)寄 存器數(shù)據(jù)輸出，并保持當(dāng)前輸出狀態(tài)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道高速遙感數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備，其特征在 于所述的數(shù)據(jù)格式化單元的規(guī)定格式為8bit并行無(wú)同步信號(hào)數(shù)據(jù)、16bit并 行無(wú)同步信號(hào)數(shù)據(jù)、32bit并行無(wú)同步信號(hào)數(shù)據(jù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道高速遙感數(shù)據(jù)釆集處理設(shè)備，其特征在 于所述的優(yōu)先級(jí)判別單元的判別方法為根據(jù)各通道的數(shù)據(jù)源，預(yù)先設(shè)定各 通道的優(yōu)先級(jí)順序，并將所述優(yōu)先級(jí)順序?qū)懭爰拇嫫髦?，?dāng)多通道數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn) 入優(yōu)先級(jí)判別單元后，按照寄存器中存儲(chǔ)的優(yōu)先級(jí)排序，從高到低依次響應(yīng)各 數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道高速遙感數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備，其特征在 于所述的數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)行幀頭整理的方法為通過(guò)預(yù)先設(shè)定的幀頭字符串， 不斷掃描數(shù)據(jù)采集時(shí)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，當(dāng)查找到數(shù)據(jù)幀頭時(shí)，標(biāo)記為數(shù)據(jù)幀起始，并將幀頭所在緩沖區(qū)地址傳遞給主控制器，由主控制器確定凝:據(jù)幀頭位置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道高速遙感數(shù)據(jù)釆集處理設(shè)備，其特征在 于所述的數(shù)據(jù)處理單元中主處理器調(diào)度協(xié)處理器采用流水線方式進(jìn)行處理的各協(xié)處理器通過(guò)高速交換機(jī)共享緩沖區(qū)并按照編號(hào)先后依次執(zhí)行各自的任務(wù)， 主處理器對(duì)每個(gè)協(xié)處理器的處理狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；當(dāng)某一個(gè)協(xié)處理器任務(wù)完成后， 主處理器激活下一編號(hào)的協(xié)處理器立即繼續(xù)后續(xù)任務(wù)，同時(shí)任務(wù)完成后的協(xié)處 理器取入新的數(shù)據(jù)塊重復(fù)自己的任務(wù)，數(shù)據(jù)流持續(xù)穿過(guò)每個(gè)協(xié)處理器，形成流 水線處理方式，任務(wù)得以完成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道高速遙感數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備，其特征在法為主處理器向每個(gè)協(xié)處理器下達(dá)相同的任務(wù)，但對(duì)每個(gè)協(xié)處理器分配不同 的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)段，主處理器監(jiān)控每個(gè)協(xié)處理器的狀態(tài)，每個(gè)協(xié)處理器處理完當(dāng) 前任務(wù)后，將數(shù)據(jù)寫(xiě)回到相應(yīng)緩沖區(qū)段，主處理器分配新的數(shù)據(jù)內(nèi)容給協(xié)處理 器，重新開(kāi)始數(shù)據(jù)處理過(guò)程，數(shù)據(jù)流被分流至每個(gè)協(xié)處理器進(jìn)行相同的處理， 形成并行處理方式，任務(wù)得以完成。
全文摘要
多通道高速遙感數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備，多通道衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)各自經(jīng)串并轉(zhuǎn)換后進(jìn)入幀同步單元，幀同步單元捕獲遙感數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀頭，進(jìn)行幀同步并將同步后的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)格式化單元按照規(guī)定格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。優(yōu)先級(jí)判別單元按照設(shè)定的優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集調(diào)度，將經(jīng)格式化的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)采集單元依次進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行幀頭整理后送至緩沖區(qū)。數(shù)據(jù)處理單元包括主處理器和多個(gè)協(xié)處理器，主處理器接收緩沖區(qū)的中斷信號(hào)，從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)任務(wù)復(fù)雜程度，由主處理器直接對(duì)緩沖區(qū)讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，或者調(diào)度協(xié)處理器采用流水線方式或并行方式進(jìn)行處理。本設(shè)備集成度高，耦合度低，可靠性好，用于解決高速傳輸瓶頸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高速遙感數(shù)據(jù)采集處理。
文檔編號(hào)G01S7/00GK101419278SQ20081023895
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者劉曉龍, 博 單, 宋張波, 張振寧, 曾沙沙, 朱翔宇, 李丹妮, 揚(yáng) 蘇, 袁廣輝, 磊 陳, 高振華 申請(qǐng)人:航天恒星科技有限公司