[发明专利]一种星载数传发射机的多数据通道自主选择处理装置

说明书

本发明公开了一种星载数传发射机的多数据通道自主选择处理装置，包括：接口芯片、FPGA芯片及PLL电路。该装置采用一种时钟逻辑识别方法，对多个输入数据通道的伴随时钟进行识别，自主选择有效时钟和数据进行处理，合成I、Q两路数据后送入编码器或调制器。其中，接口芯片对接收到的信号进行电平转换；FPGA对输入信号进行时钟识别运算和数据选通处理，为对抗单粒子翻转效应，FPGA中的方法逻辑采用三模冗余设计。PLL电路将选通时钟信号倍频后送回FPGA用于数据格式变换。本发明使数传发射机具备自主识别数据通道和并行数据处理能力，减少了卫星指令的数量，降低了整星和数传发射机控制电路的复杂度，提升了产品可靠性。

技术领域

本发明涉及卫星数传通信技术领域，特别涉及一种星载数传发射机的多数据通道自主选择处理装置。

背景技术

星载数传发射机的主要功能是实现星上数据的接收、格式变换、编码、调制、滤波及放大，并通过天线对地传输。一种星载数传发射机的多数据通道自主选择处理装置，主要涉及星载数传发射机的数据选择接收和格式变换功能。其主要应用如下：

1.根据卫星的可靠性要求，星上数据由同一个数据源产生，通过多个数据通道中的任意一个通道送入数传发射机，这些数据通道互为备份，如果其中某一通道的数据源或数据传输路径发生故障，可以通过切换通道保证数传发射机正常工作。

2.根据卫星的功能要求，星上数据由多个不同的数据源产生，分别通过不同的数据通道送给数传发射机，根据卫星的具体任务需求，在某一时刻选择多个通道中的某一通道数据由数传发射机下传。

对于多通道数据输入的应用，目前的星载数传发射机一般用两种办法进行处理，其一是采用星上指令对数据通道进行切换。其二是采用组合逻辑对每个通道中的时钟或数据信号进行合路。

采用星上指令能够实现较为可靠的数据通道切换，但会增加指令电路和星地测控通道的负荷。每增加一条指令在硬件上需增加专用发送和接收电路，在软件上需增加指令处理单元，并占用发送端、接收端处理芯片的引脚资源。指令从地面站发送给卫星，通过卫星测控系统、星务计算机、数传下位机等设备转发给数传发射机，由于卫星资源的限制，增加指令实现通道切换的方法扩展能力十分有限。

采用组合逻辑将各通道时钟、数据按每比特进行合路的方法无需增加专用电路，可在FPGA中直接实现，但无法抑制时钟或数据上的干扰或毛刺。如果任何一个数据通道中的任意一位收到干扰，整个数据传输都会收到影响，可能会造成数据传输错误甚至数传链路中断。此外，由于组合逻辑的延迟较大，会影响数据传输的速率。因此，采用组合逻辑合路的方法仅适用于可靠性要求不高且传输速率较低的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种星载数传发射机的多数据通道自主选择处理装置，以解决目前一般星载数传发射机在多数据通道输入时需要增加专用指令进行通道切换的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种星载数传发射机的多数据通道自主选择处理装置，包括：

接口芯片，用于接收星上的n路时钟数据信号并对其进行电平转换后输出处理后的时钟数据信号至FPGA芯片；

FPGA芯片，与所述接口芯片连接，用于对所述处理后的时钟数据信号进行识别和判断，以选择有效时钟及其对应的数据通道，并将选出的时钟信号送入PLL电路进行倍频，倍频后的时钟信号再送回FPGA芯片以进行对选通数据的格式变换，得到I、Q两路信号；

PLL电路，与所述FPGA芯片连接，用于对时钟信号进行倍频；

其中，所述n路时钟数据信号对应在n个数据通道传输，所述时钟数据信号包括伴随时钟信号及数据信号，n为正整数。

较佳地，所述FPGA芯片包括时钟判断选择模块、时钟MUX、数据MUX以及格式变换单元；