[发明专利]一种基于测控数传一体化应答机统一时钟域实现方法

说明书

技术领域

本发明一种基于测控数传一体化应答机统一时钟域实现方法，是实现星地一体化测控的关键技术，属于星地测控技术领域。

背景技术

现有的星地测控数字化应答机具备伪码测距、载波多普勒测速、数据信息处理及传输等诸多功能，测距通过扩频伪码双向测伪距实现，测速通过测量上行、下行两个单向载波伪多普勒实现。下行测量信号采用测量帧结构，下行测量帧调制扩频应答机状态信息、上行伪距、伪多普勒测量信息等。随着我国卫星应用事业的飞速发展，对卫星抗干扰、保密、可靠性等得要求越来越高。因此，近年来提出一种基于非相干测距测速原理的测控数传一体化体制的测控模式，该体制遵循CCSDS协议的AOS标准，利用等时性插入业务，需要实现高速数据与测控信号的一体化融合设计。以往的时钟域设计方法无法满足多模式测量系统中测量精度的要求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术不足，提出一种基于测控数传一体化应答机统一时钟域实现方法，保证了在不同传输方式下本地测量秒脉冲和高速数据传输时钟间相位稳定，抖动误差可控，从而提高了测量的精度。

本发明的技术解决方案是：一种基于测控数传一体化应答机统一时钟域实现方法，包括指令识别阶段、测量脉冲生成阶段、复位信号生成阶段、下行发送速率时钟生成阶段、组帧时钟生成阶段，所述指令识别阶段如下：

(1)应答机接收并依次读取外部4条指令线包括低速(小于等于1Mbps)扩频指令、高速(大于1Mbps且小于5Mbps)数据传输指令、高速K₁bps传输速率指令和高速K₂bps传输速率指令，当每个指令线为高并持续时长大于等于60ms时，应答机工作在相对应的工作模式下；

(2)根据步骤(1)读取的外部4条指令线，生成下行工作模式控制信号down_state；下行工作模式控制信号down_state为2bit的std_logic_vector型无符号整数，当步骤(1)读取到低速扩频指令时，表示接收到的为低速指令，设置down_state的值为"01"；当步骤(1)读取到高速数据传输指令时，设置down_state(1)的值为'1'；当步骤(1)读取到高速K₁bps传输速率指令时，设置down_state的值为"10"，down_state(0)的值为'0'；当步骤(1)读取到高速K₂bps传输速率指令时，设置down_state的值为"11"，down_state(0)的值为'1'；

所述测量脉冲生成阶段如下：

(3)由系统时钟clksys做为触发信号生成1Hz的2ⁿ分频时钟,n＝0,1,2,3,……,N-1,N为大于等于零的整数；

(4)设系统时钟频率为M，使用计数器M1对步骤(3)产生的2ⁿ分频时钟进行累加计数，当分频计数器M1＝K/2ⁿ时产生频率为2ⁿHz的时钟信号clk2ⁿHz；

(5)使用计数器M2对步骤(4)产生的clk2ⁿHz进行累加计数，当计数器M2＝2^n-1时产生0.5秒的时钟信号clk2pps，0.5秒的时钟信号clk2pps频率为2Hz；

(6)使用计数器M3对步骤(5)产生的clk2pps进行累加计数，当计数器M3＝2时产生1秒的时钟信号clk1s，1秒的时钟信号clk1s频率为1Hz；

(7)使用系统时钟触发，取步骤(4)产生的时钟信号clk2ⁿHz的上升沿，得到间隔为2ⁿHz，高电平宽度为一个系统时钟周期的脉冲信号Pulse_2ⁿ；

(8)使用系统时钟触发，取步骤(5)产生的0.5秒时钟信号clk2pps的上升沿，得到间隔为0.5秒，高电平宽度为一个系统时钟周期的脉冲信号Pulse_2pps；

(9)使用系统时钟触发，取步骤(6)产生的1秒时钟信号clk1s的上升沿，得到间隔为1秒，高电平宽度为一个系统时钟周期的脉冲信号Pulse_1s；

所述的复位信号生成阶段如下：