專利名稱：利用VxWorks平臺(tái)實(shí)時(shí)處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航天測控領(lǐng)域中，基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)利用VxWorks平臺(tái)高效實(shí)時(shí)處理的方法。
背景技術(shù)：
近年以來，航天測控系統(tǒng)飛速發(fā)展。數(shù)據(jù)傳輸速度越來越快。在上世紀(jì)90年代的測控站，一般數(shù)據(jù)傳輸速率都在幾Kbps 幾Mbps量級(jí)，而現(xiàn)在的數(shù)據(jù)傳送速度多為十幾 Mbps 幾十Mbps。因此對(duì)基帶分系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)提出了更高的要求。現(xiàn)有的基帶分系統(tǒng)采用CPCI總線作為數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)通道，采用WindowsXP 作為操作系統(tǒng)平臺(tái)，應(yīng)用程序?yàn)樽孕虚_發(fā)的Window應(yīng)用程序。Windows系統(tǒng)具有良好的用戶界面和豐富的軟件支持，深受用戶喜愛。但是Windows是非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，系統(tǒng)中各線程無法實(shí)時(shí)調(diào)度，雖然能夠滿足目前工程的要求，但卻存在一些缺點(diǎn)和不足，主要表現(xiàn)在以下方面現(xiàn)有技術(shù)基帶軟件的采集板卡數(shù)傳信息、處理數(shù)傳數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)性能測試、發(fā)送數(shù)據(jù)至北京數(shù)據(jù)集總監(jiān)控中心等全都在Windows平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。在Windows下已開發(fā)的程序中，當(dāng)有幾Mbps 幾十Mbps數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理時(shí)，如果操作人機(jī)界面或數(shù)據(jù)存盤，則數(shù)據(jù)采集響應(yīng)會(huì)延時(shí)，從而導(dǎo)致傳輸速率不穩(wěn)定，甚至數(shù)據(jù)丟失錯(cuò)誤。中繼衛(wèi)星系統(tǒng)需完成“神7”飛船等用戶航天器的測控通訊任務(wù)，地面與載人航天器間需傳輸圖像、話音等信息，為了保證通信效果，中繼衛(wèi)星系統(tǒng)總體要求數(shù)傳數(shù)據(jù)的處理時(shí)間控制在Ims以下。目前數(shù)據(jù)處理時(shí)延只能做到幾十毫秒，總體認(rèn)為時(shí)延太大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種能夠快速、有效接收處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)，漏幀、誤幀現(xiàn)象少，數(shù)據(jù)性能測試良好，衛(wèi)星圖像顯示清晰、聲音播放連續(xù)的方法。本發(fā)明上述目的可以通過以下措施來達(dá)到一種利用VxWorks平臺(tái)實(shí)時(shí)處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)的方法，其特征在于包括如下步驟首先基帶數(shù)據(jù)處理軟件通過外圍設(shè)備接口與數(shù)傳接收板卡、中心軟件和基帶監(jiān)控軟件三個(gè)外圍設(shè)備相連，然后把基于VxWorks平臺(tái)的基帶數(shù)據(jù)處理軟件作為基帶服務(wù)端軟件，把基于Windows平臺(tái)的基帶監(jiān)控軟件作為基帶客戶端軟件，由基帶數(shù)據(jù)處理軟件、基帶監(jiān)控軟件組成的基帶軟件接收數(shù)傳接收板卡上報(bào)的數(shù)傳原始信息包，處理、測試、顯示、存儲(chǔ)數(shù)傳數(shù)據(jù)，并按規(guī)定格式發(fā)送數(shù)傳數(shù)據(jù)至北京數(shù)據(jù)集總監(jiān)控中心，其中，所述基帶數(shù)據(jù)處理軟件通過CPCI總線驅(qū)動(dòng)，接收數(shù)傳接收板卡上報(bào)的數(shù)傳原始信息包，實(shí)時(shí)解析打包數(shù)傳數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)把該打包數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到北京數(shù)據(jù)集總監(jiān)控中心進(jìn)行衛(wèi)星圖像顯示及聲音播放，同時(shí)打包發(fā)送到本地基帶監(jiān)控軟件進(jìn)行圖像聲音數(shù)據(jù)性能測試及存儲(chǔ)。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果
本發(fā)明把現(xiàn)有基帶軟件的采集板卡數(shù)傳信息、處理數(shù)傳數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)發(fā)送至中心，放在基于VxWorks平臺(tái)的基帶數(shù)據(jù)處理軟件中完成，并把數(shù)據(jù)打包發(fā)送至基于Windows平臺(tái)的基帶監(jiān)控軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)界面顯示、存儲(chǔ)及性能測試。本發(fā)明既保持了現(xiàn)有Windows平臺(tái)良好的用戶界面，又解決了當(dāng)操作界面或數(shù)據(jù)存盤時(shí)，數(shù)據(jù)采集響應(yīng)延時(shí)，傳輸速率不穩(wěn)定，甚至數(shù)據(jù)丟失錯(cuò)誤現(xiàn)象。本發(fā)明利用VxWorks平臺(tái)，通過CPCI總線驅(qū)動(dòng)，快速、有效地接收數(shù)傳接收板卡上報(bào)的數(shù)傳原始信息包，并按規(guī)定協(xié)議格式實(shí)時(shí)解析、打包數(shù)傳數(shù)據(jù)，最終按規(guī)定發(fā)送方式通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)發(fā)送至北京數(shù)據(jù)集總監(jiān)控中心及基帶監(jiān)控軟件。本發(fā)明使得發(fā)送至基帶監(jiān)控軟件的數(shù)傳數(shù)據(jù)，丟幀率測試、誤碼率測試等數(shù)據(jù)性能測試良好，未再出現(xiàn)漏幀誤幀現(xiàn)象。因數(shù)據(jù)性能良好，使得發(fā)送到北京數(shù)據(jù)集總監(jiān)控中心的衛(wèi)星圖像顯示清晰、聲音播放連續(xù)。本發(fā)明利用指針對(duì)實(shí)時(shí)處理方法進(jìn)行優(yōu)化，從而大大提高了數(shù)據(jù)處理效率。本發(fā)明適用于幾Mbps 幾十Mbps數(shù)據(jù)量的實(shí)時(shí)基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)處理。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明外圍設(shè)備連接示意圖。圖2是本發(fā)明基帶數(shù)據(jù)處理軟件總框圖。圖3是本發(fā)明單幀數(shù)傳數(shù)據(jù)處理流程圖。圖4是本發(fā)明數(shù)傳數(shù)據(jù)流向序列圖。
具體實(shí)施例方式參閱圖1。在以下實(shí)施例中，本發(fā)明涉及三個(gè)外圍設(shè)備一個(gè)基帶軟件內(nèi)部接口設(shè)備基帶監(jiān)控軟件；兩個(gè)基帶軟件外部接口設(shè)備數(shù)傳接收板卡、中心軟件。三個(gè)外圍設(shè)備與基帶數(shù)據(jù)處理軟件通過外圍設(shè)備接口相連，三個(gè)外圍設(shè)備接口分別是IF_BBE_MCS 基帶數(shù)據(jù)處理軟件和基帶監(jiān)控軟件之間接口 ；IF_BBE_LDR 基帶數(shù)據(jù)處理軟件和數(shù)傳接收板卡之間接口 ；IF_CENTER_DDT 基帶數(shù)據(jù)處理軟件和中心軟件之間接口?；鶐к浖苫鶐?shù)據(jù)處理軟件及基帶監(jiān)控軟件組成，基于VxWorks平臺(tái)的基帶數(shù)據(jù)處理軟件為基帶服務(wù)端軟件，基于Windows平臺(tái)的基帶監(jiān)控軟件作為基帶客戶端軟件。 基帶軟件接收數(shù)傳接收板卡上報(bào)的數(shù)傳原始信息包，處理、測試、顯示、存儲(chǔ)數(shù)傳數(shù)據(jù)，并按規(guī)定格式發(fā)送數(shù)傳數(shù)據(jù)至北京數(shù)據(jù)集總監(jiān)控中心進(jìn)行衛(wèi)星圖像顯示及聲音播放，規(guī)定格式可具體參閱測量通信總體研究所2010年2月編寫的《XX測控系統(tǒng)對(duì)外接口控制文件》6. 2. 3 數(shù)傳信息章節(jié)。數(shù)傳接收板卡通過CPCI總線上報(bào)數(shù)傳原始信息包至IF_BBE_LDR，基帶數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)時(shí)處理本包數(shù)據(jù)，處理后數(shù)據(jù)分別發(fā)往IF_CENTER_DDT及IF_BBE_MCS，待發(fā)數(shù)據(jù)包最終通過千兆網(wǎng)發(fā)送數(shù)傳數(shù)據(jù)至中心軟件及基帶監(jiān)控軟件。其中，所述基帶數(shù)據(jù)處理軟件通過CPCI總線驅(qū)動(dòng)，接收數(shù)傳接收板卡上報(bào)的數(shù)傳原始信息包，實(shí)時(shí)解析打包數(shù)傳數(shù)據(jù)， 并通過網(wǎng)絡(luò)把該打包數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到北京數(shù)據(jù)集總監(jiān)控中心進(jìn)行衛(wèi)星圖像顯示及聲音播放，同時(shí)打包發(fā)送到本地基帶監(jiān)控軟件進(jìn)行圖像聲音數(shù)據(jù)性能測試及存儲(chǔ)。
各外圍設(shè)備說明參見表1。表1外圍設(shè)備說明表
權(quán)利要求
1.一種利用VxWorks平臺(tái)實(shí)時(shí)處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)的方法，其特征在于包括如下步驟 首先基帶數(shù)據(jù)處理軟件通過外圍設(shè)備接口與數(shù)傳接收板卡、中心軟件和基帶監(jiān)控軟件三個(gè)外圍設(shè)備相連，然后把基于VxWorks平臺(tái)的基帶數(shù)據(jù)處理軟件作為基帶服務(wù)端軟件，把基于Windows平臺(tái)的基帶監(jiān)控軟件作為基帶客戶端軟件，由基帶數(shù)據(jù)處理軟件、基帶監(jiān)控軟件組成的基帶軟件接收數(shù)傳接收板卡上報(bào)的數(shù)傳原始信息包，處理、測試、顯示、存儲(chǔ)數(shù)傳數(shù)據(jù)，并按規(guī)定格式發(fā)送數(shù)傳數(shù)據(jù)至北京數(shù)據(jù)集總監(jiān)控中心，其中，所述基帶數(shù)據(jù)處理軟件通過CPCI總線驅(qū)動(dòng)，接收數(shù)傳接收板卡上報(bào)的數(shù)傳原始信息包，實(shí)時(shí)解析打包數(shù)傳數(shù)據(jù)， 并通過網(wǎng)絡(luò)把該打包數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到北京數(shù)據(jù)集總監(jiān)控中心進(jìn)行衛(wèi)星圖像顯示及聲音播放，同時(shí)打包發(fā)送到本地基帶監(jiān)控軟件進(jìn)行圖像聲音數(shù)據(jù)性能測試及存儲(chǔ)。
2.按權(quán)利要求1所述的利用VxWorks平臺(tái)實(shí)時(shí)處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)的方法，其特征在于， 所述基帶數(shù)據(jù)處理軟件由接收任務(wù)模塊、解釋任務(wù)模塊和發(fā)送任務(wù)模塊組成，各任務(wù)模塊間的數(shù)據(jù)通信，采用信號(hào)量及環(huán)形隊(duì)列實(shí)現(xiàn)。
3.按權(quán)利要求2所述的利用VxWorks平臺(tái)實(shí)時(shí)處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)的方法，其特征在于， 接收任務(wù)模塊通過CPCI通訊端口，獲取數(shù)傳接收板卡上報(bào)的數(shù)傳原始信息包。
4.按權(quán)利要求3所述的利用VxWorks平臺(tái)實(shí)時(shí)處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)的方法，其特征在于， 接收任務(wù)模塊把獲取的數(shù)傳原始信息包放入接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，并把信息包存放在緩沖區(qū)中的首地址及信息包長度放入環(huán)形隊(duì)列ItecvQueue中，釋放信號(hào)量ItecvSema通知解釋任務(wù)模塊。
5.按權(quán)利要求4所述的利用VxWorks平臺(tái)實(shí)時(shí)處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)的方法，其特征在于， 解釋任務(wù)模塊收到信號(hào)量RecWema，從環(huán)形隊(duì)列RecvQueue中取出信息包存放首地址及信息包長度，通過首地址及包長度，從接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)對(duì)應(yīng)位子取出本包數(shù)傳原始信息包。
6.按權(quán)利要求5所述的利用VxWorks平臺(tái)實(shí)時(shí)處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)的方法，其特征在于， 解釋任務(wù)模塊對(duì)取出的數(shù)傳原始信息包進(jìn)行分幀解包處理，每分出一幀數(shù)傳原始數(shù)據(jù)幀， 實(shí)時(shí)處理本幀數(shù)據(jù)，處理后數(shù)傳數(shù)據(jù)幀放在發(fā)送緩沖區(qū)，“包幀計(jì)數(shù)”加1，處理完后繼續(xù)分包解出下幀數(shù)據(jù)，直至解出包含的所有數(shù)傳幀。
7.按權(quán)利要求6所述的利用VxWorks平臺(tái)實(shí)時(shí)處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)的方法，其特征在于， 解釋任務(wù)模塊通過數(shù)傳發(fā)送方式換算出一包數(shù)傳發(fā)送包所包含的數(shù)傳幀數(shù)N，當(dāng)“包幀計(jì)數(shù)”等于N時(shí)，把待發(fā)送數(shù)據(jù)包存放在發(fā)送緩沖區(qū)中的首地址及數(shù)據(jù)包長度放入環(huán)形隊(duì)列 kndQueue，釋放信號(hào)量kncKema通知發(fā)送任務(wù)模塊。
8.按權(quán)利要求7所述的利用VxWorks平臺(tái)實(shí)時(shí)處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)的方法，其特征在于， 發(fā)送任務(wù)模塊收到信號(hào)量kndkma，從環(huán)形隊(duì)列kndQueue中取出待發(fā)送數(shù)據(jù)包存放首地址及數(shù)據(jù)包長度，通過首地址及包長度，從發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)對(duì)應(yīng)位子取出待發(fā)送數(shù)據(jù)包，最終通過Net通訊端口發(fā)送本包數(shù)據(jù)至中心軟件或基帶監(jiān)控軟件。
9.按權(quán)利要求6所述的利用VxWorks平臺(tái)實(shí)時(shí)處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)的方法，其特征在于， 解釋任務(wù)模塊分出數(shù)傳原始數(shù)據(jù)幀，通過原始幀包含的“數(shù)傳類型標(biāo)識(shí)”判斷本幀數(shù)據(jù)為I 路或Q路數(shù)傳數(shù)據(jù)，兩種數(shù)據(jù)分別發(fā)向I路數(shù)據(jù)處理類或Q路數(shù)據(jù)處理類進(jìn)行數(shù)傳數(shù)據(jù)處理，兩路數(shù)據(jù)分別計(jì)數(shù)、打包。I路和Q路數(shù)據(jù)處理流程一致。
10.按權(quán)利要求2所述的利用VxWorks平臺(tái)實(shí)時(shí)處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，從接收任務(wù)模塊接收數(shù)傳原始信息包到解出單幀數(shù)傳原始數(shù)據(jù)；從開始打包數(shù)傳數(shù)據(jù)至通過Net通訊端口發(fā)送本包數(shù)據(jù)，全過程采用指針方式解析傳遞發(fā)送數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提出的一種利用VxWorks平臺(tái)實(shí)時(shí)處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)的方法，旨在提供一種能夠快速、有效接收處理基帶數(shù)傳數(shù)據(jù)，漏幀、誤幀現(xiàn)象少，數(shù)據(jù)性能測試良好，衛(wèi)星圖像顯示清晰、聲音播放連續(xù)的方法。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)采集板卡數(shù)傳信息、處理數(shù)傳數(shù)據(jù)、數(shù)傳數(shù)據(jù)發(fā)送至中心軟件及基帶監(jiān)控軟件，放在基帶數(shù)據(jù)處理軟件中實(shí)現(xiàn)；人機(jī)界面、數(shù)據(jù)性能測試、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，放在基帶監(jiān)控軟件中實(shí)現(xiàn)。其中基于VxWorks平臺(tái)的基帶數(shù)據(jù)處理軟件通過CPCI總線驅(qū)動(dòng)，接收數(shù)傳接收板卡上報(bào)的數(shù)傳原始信息包，實(shí)時(shí)解析、打包數(shù)傳數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)發(fā)送至中心軟件及基帶監(jiān)控軟件。利用本發(fā)明可以克服傳輸速率不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)丟失錯(cuò)誤現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H04L12/56GK102307135SQ201110137790
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者張曉衡, 方建明, 朱霞天, 柴霖, 許科 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所