[发明专利]一种星载高速数据复接器系统及实现方法

权利要求书

1.一种星载高速数据复接器系统，其特征在于包括：数据分组模块、数据分包模块、SDRAM优化控制模块、虚拟信道调度模块、信道编码模块，该系统以FPGA与SDRAM为实现平台，上述各模块的逻辑功能与片内缓存通过FPGA实现，片外缓存通过SDRAM实现，其中：

数据分组模块：接收30路信源数据，按照传输优先级或平衡数据量的策略分为5组，每组6路数据，作为数据分包模块输入；

数据分包模块：接收数据分组模块的5组数据，每组中的每路信源数据以数据包为单位输入，对所述数据包进行拆分，形成若干分段数据，拆分过程中同时产生若干分段信息，分段信息包括分段计数器和BPDU导头，将分段信息与分段数据进行组织，生成协议单元数据，5组数据对应5组协议单元数据，作为SDRAM优化控制模块的输入；

SDRAM优化控制模块：接收数据分包模块的5组协议单元数据，分别写入5片SDRAM进行缓存，在虚拟信道调度模块的读请求信号下，读取5片SDRAM数据，形成5组虚拟信道数据，作为虚拟信道调度模块的输入；

虚拟信道调度模块：接收SDRAM优化控制模块的5组虚拟信道数据，并且通过填充帧单元产生1组空帧，对上述6组数据进行动态调度管理及复接，合为1路格式码流，作为信道编码模块的输入；

信道编码模块：接收虚拟信道调度模块的1路格式码流，通过本地时钟和FIFO进行隔离，消除高频时钟在处理和传输过程中引入的抖动，对隔离后的格式码流并行编码与加扰，生成1路数据传输帧，作为数据复接器系统的输出。

2.根据权利要求1所述的一种星载高速数据复接器系统，其特征在于：所述数据分组模块具体实现为：按照传输优先级分组时，根据不同类信源数据对实时性要求的不同，将实时性要求最高的信源数据分在第1组，依次类推，将实时性要求最低的信源数据分在第5组；按照平衡数据量的策略进行分组时，统计30路信源数据的有效数据量，根据平均数据量原则，将30路信源数据分为5组数据。

3.根据权利要求1所述的一种星载高速数据复接器系统，其特征在于：所述数据分包模块具体实现为：

(1)对应每组数据的每路信源数据，对该信源数据的数据包进行拆分时，形成的分段数据和分段信息需要片内缓存，在FPGA内部分别建立两个RAM实现片内缓存，即分段数据RAM和分段信息RAM，其中分段数据RAM用于缓存分段数据，分段信息RAM用于缓存分段信息，分段信息包含分段计数器、用于标识分段数据的字节长度的BPDU导头，进行片内缓存时，把分段数据和分段信息分别写入各自对应的RAM；

(2)对两个RAM进行同步数据读取，即读取分段数据RAM某一地址段的数据时，同时读取分段信息RAM相应地址段的数据，将读取的数据进行组织，并且添加帧同步字、虚拟信道标识符，形成协议单元数据；

(3)5组数据形成5组协议单元数据。

4.根据权利要求1所述的一种星载高速数据复接器系统，其特征在于：SDRAM优化控制模块具体方法为：

(1)对应每组协议单元数据，使用1个SDRAM作为片外缓存；

(2)在SDRAM上电初始化后，将SDRAM的控制优化为写过程、读过程和空过程，根据SDRAM的刷新周期、工作频率及协议数据单元长度，确定一个工作周期，在上述写过程、读过程和空过程之间进行切换；

(3)满足SDRAM写条件时执行写过程，将协议单元数据写入SDRAM，满足SDRAM读条件时执行读过程，读取SDRAM数据生成虚拟信道数据，不满足SDRAM的写条件或读条件时执行空过程；

(4)5组协议单元数据形成5组虚拟信道数据。

5.根据权利要求1所述的一种星载高速数据复接器系统，其特征在于：所述虚拟信道调度模块具体实现为：

(1)对应每组虚拟信道数据，在动态调度管理时需要片内缓存，在FPGA内部建立1个格式数据RAM，用于调整片外缓存的数据读取频次，并将读取数据进行片内缓存，5组虚拟信道数据对应5个格式数据RAM；

(2)根据格式数据RAM的缓存数据量对格式数据RAM进行读写控制，读写操作独立，对5个格式数据RAM读取时产生5组格式数据；

(3)由填充帧单元产生1组空帧；

(4)将5组格式数据与1组空帧进行数据复接，合为1路AOS格式码流。