[发明专利]星载多通道差分吸收光谱仪4合1通讯控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种星载4路转1路通讯控制器，用于4通道差分吸收光谱仪，是将4路CCD信号转为一路卫星要求的数据流格式，经由一路LVDS数传通道发送给卫星。本发明涉及星载光谱仪电子技术领域。

背景技术

随着航天光学遥感技术的发展，对星载CCD遥感相机的分辨率指标要求不断提高，为了满足要求，星载差分吸收光谱仪多采用多通道技术来获取宽光谱数据，本发明所涉及的光谱仪是由4片不同CCD相机构成了一个焦面电路，每个CCD相机的像元数不同，且曝光时间独立控制，这样就形成了4个独立的CCD相机。现有技术中，每一个独立的CCD相机，对应星上的一个数传通道。这样，4个独立工作的CCD相机就需要4个数传通道。随着卫星的设备越来越密集，数传通道资源越来越紧张，在本文所述及的的工程中，卫星总体只分配给该光谱仪一个数传通道，需要单机设备将自己的分设备数据统一编码，形成一路通讯数据流，经由一个数传通道上传给卫星平台。

鉴于4路独立工作的CCD数据的数据速率不一致，且随控制参数的调整而随时变化。因此，对于多通道光谱仪来说，需要一个通讯控制器，将4路不同速率的数据，统一打包成卫星平台规定的数据包格式，以使其能够经由一路LVDS数传通道传送至卫星平台。但是目前没有相关技术的公开报导。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的技术问题，提供一种星载多通道差分吸收光谱仪4合1通讯控制器，将4路CCD的数据合并为一路数据流，以便能经由一个数传通道上传给卫星平台。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明星载多通道差分吸收光谱仪4合1通讯控制器的结构特点是：所述通讯控制器可同时接收来自各独立通道的四路工作在不同曝光时间和工作模式下的CCD成像数据；通讯控制器按行读出并打包每个通道的成像数据，根据四路CCD通道的通道号、场行同步码合并成一路串行数据流，所述一路串行数据流通过一个数传接口传送至一个卫星数据传输接口，所述串行数据流符合卫星下行数据接口标准。

本发明星载多通道差分吸收光谱仪4合1通讯控制器的结构特点也在于：

所述CCD基于FPGA驱动，并且所述通讯控制器中各逻辑电路与所述CCD构建于同一片FPGA。

所述通讯控制器可接收星上指令和卫星参数，并与所述串行数据流一起打包传送至卫星数据传输接口。

在所述通讯控制器中包括有优先级编码器、数据缓冲器和并串转换器，所述并串转换器通过轮询标志位的方式获得数据缓冲器中来自不同通道的行数据，统一按固定格式混编4个CCD数据成为一路串行数据流进行输出。

本发明星载多通道差分吸收光谱仪4合1通讯控制器的结构特点还在于：

所述四路通道分别是由CCD驱动模块、A/D模块和CCD数据处理模块构成，所述四路工作在不同曝光时间和工作模式下的CCD成像数据来自各路CCD数据处理模块，当各路CCD数据处理模块完成各路CCD数据的读取与缓存时，生成四路缓冲区指针标志，并由优先级编码器读取四路缓冲区指针标志，当某一通道缓冲区指针标志为完成信号时，优先级编码器产生该通道的读取信号并传送至数据缓冲器，所述数据缓冲器从相应通道中将成像数据读入缓冲器，同时由数据缓冲器读取需要下传的卫星参数，按照卫星数传数据格式要求编排数据，与成像数据合成一帧数据包，交给并串转换模块，生成串行数据流，再发给LVDS总线实现串行输出。

本发明星载多通道差分吸收光谱仪4合1通讯控制器的结构特点还在于：

在四路缓冲区指针标志的生成阶段，当CCD数据处理模块完成某路CCD数据一帧数据读取时，CCD数据处理模块内缓存该数据的FIFO同时产生数据读取完成指针和缓冲区指针标志。

本发明星载多通道差分吸收光谱仪4合1通讯控制器的结构特点还在于：

定义四路CCD通道的通道号分别对应为通道号0-3；在优先级编码器读取四路缓冲区指针标志阶段，设定一个通道计数器，完成通道号0-3的循环计数，通道计数器初始值默认为0；当通道号为0时，判断该通道缓冲区指针标志是否置1，如果置1，则该通道数据准备好，产生该通道的发送标志给数据缓冲器；如果该通道缓冲区指针标志置0，表示该通道数据未准备好，则通道计数器自动加1，进入下一通道的数据选择判读，如此四个通道循环往复。

本发明星载多通道差分吸收光谱仪4合1通讯控制器的结构特点还在于：