[发明专利]定制化数据传输协议的多通道高速数据接口转化模块

说明书

定制化数据传输协议的多通道高速数据接口转化模块，涉及卫星地面测试技术领域，为解决现有技术中卫星测试过程中定制化高速并行接口数据信息获取困难的问题，包括步骤一、采用高性能可编程的片上系统实现多通道定制化接口协议数据接收；步骤二、接口数据搬运；步骤三、数据存储与格式封装；步骤四、轻量级以太网协议栈的移植与修改；步骤五、基于轻量级以太网协议栈的数据发送。本发明具有接口协议可定制、数据传输速度提升30％、可接入通道多等优点，能够以规定协议格式采集高速LVDS接口信号，并将其转化为标准的以太网协议数据输出至客户端。

技术领域

本发明涉及卫星地面测试技术领域，具体涉及一种多通道高速数据接口转化模块。

背景技术

卫星地面测试是保障卫星正常工作的关键环节，将专用的卫星接口数据格式转化为地面设备通用的以太网接口数据格式的处理模块是实现过程可控、结果可视、信息可对比的关键。随着卫星任务的多样化和定制化，越来越多的数据需要在不同的单机之间传输，其间的接口多为具有个性化数据协议的高速LVDS并行信号，虽然LVDS信号具有传输速度高、功耗低、抗干扰能力强等优点，但在功能测试与验证阶段，因其定制化程度高、数据并行度大等特点难以获取LVDS接口的数据内容，给卫星的地面测试、故障排除、数据内容对比等工作带来了巨大的不便。

定制化数据传输协议是我国卫星研制完全自主化的重要组成部分，设计人员可以摆脱标准协议使用中数据格式、接口硬件、通路带宽等多种限制，根据应用功能的实际需求设计更加高效的接口协议。这虽然在卫星功能实现上提供了更加高效的解决方案，但在功能测试上也对地面测试设备提出了更高的要求。通常的解决办法是针对特定协议设计特定的解编码单机，将特定数据格式的接口转化为以太网协议格式输出至服务器或信息测试终端。这种方式虽然可以有效的解决定制化协议数据测试困难的问题，但其硬件设计往往针对性比较高，即专用测试设备测试专用单机，无法实现一套硬件适应所有或大多数测试环境，导致的问题是如果接口协议稍有变化就需要重新设计硬件，如此一来，在测试成本、人员消耗以及设备研发周期等方面造成了很大的浪费。此外，传统的接口转接系统通常以单机或机柜的形式呈现，其体积大、质量重，在复杂的测试厂房环境中移动十分不方便。因此，设计一个能够满足协议定制化数据传输协议需求，同时具有较强通用性的多通道高速数据接口转化模块是目前卫星测试领域亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的是：为了解决现有技术中卫星测试过程中定制化高速并行接口数据信息获取困难的问题，提出一种定制化数据传输协议的多通道高速数据接口转化模块。

本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：定制化数据传输协议的多通道高速数据接口转化模块，所述模块实现多通道高速数据传输包括以下步骤：

步骤一：利用ZYNQ UltraScale+MPSoC中的可编程逻辑资源设计多通道并行接收逻辑单元，并将接收到的多通道数据存储到片上随机存储器中；

步骤二：利用可编程逻辑资源设计传输控制器，利用传输控制器判断数据是否符合传输条件，若符合传输条件则控制数据传输单元对接收到的原始数据进行搬运；

步骤三：通过数据传输单元将搬运后的数据写入外部缓存的固定地址区中，并根据Cortex HDR协议格式在缓存中完成数据包的拼接封装；

步骤四：将轻量级以太网协议栈移植到ZYNQ UltraScale+MPSoC中的ARM处理器上，更改协议栈程序，实现同网段多网口通讯；

步骤五：编写TCP/IP协议数据的接收与发送函数，接收客户端数据请求信息，从缓存地址中直接读取并发送数据。

进一步的，所述步骤一的具体步骤为：首先通过设计外部接口硬件电路将LVDS差分信号转化为符合处理器输入信号要求的单端数据信号，接口电路采用与转接模块内部完全隔离式设计；之后，按照定制化的接口协议时序图对输入信号的时序关系进行匹配，利用高速时钟采样的方式读取输入信号并将获取的二进制信号存储至片上随机存储器中，同时对读取数据帧进行计数。