[发明专利]一种基于TLK2711传输的AD采集数据FPGA处理仿真验证系统

说明书

本发明公开了一种基于TLK2711传输的AD采集数据FPGA处理仿真验证系统，使用高速串行传输芯片TLK2711对探测雷达大型外场试验的原始数据进行传输并存储，可确保每次大型外场试验都可以取得原始的真实回波数据；采用FPGA实时处理与MATLAB后处理相结合的数据分析技术，可实现理论算法与硬件产品实时处理的并行验证，处理结果一致性好，为准确快速定位问题、算法修正提供了强有力的支撑，有效提升了大型试验的效率、避免了试验反复带来的高额成本。

技术领域

本发明属于空间微波遥感技术领域，涉及星载探测雷达地面大型试验中的回波特性分析、算法优化、处理流程问题定位等环节，尤其涉及一种基于TLK2711传输的AD采集数据FPGA处理仿真验证系统。

背景技术

在月球、火星、小行星等行星探测中，测距测速敏感器是着陆器的重要载荷，主要功能是发射雷达波至天体表面，接收后向散射的回波，并对回波进行采样、优化和处理，从而获得探测器相对于天体表面的距离和速度等重要参数信息。为了满足探测器在整个着陆过程中安全、稳定和可靠，测距测速敏感器必须进行大量试验(吊高、塔架、校飞试验等)的验证工作，这些试验具有准备周期长、试验难度大、需多部门协同完成等特点。地面验证阶段，为确保每次试验验证的充分性，敏感器除获取最终的测距、测速结果及相关遥测信息外，原始回波信号的获取及后处理也至关重要；同时为提升试验效果，算法优化必须结合硬件产品的实际处理流程，确保优化措施可靠有效，避免无效试验。

传统的数据采集设备使用AD采样，受限于芯片差别、硬件设计差异，与星载信号处理器采集的原始回波信号难以统一；同时传统的基于MATLAB的算法仿真技术通常未考虑与硬件实时处理一致性的问题，对FPGA定点运算中的截位控制也未考虑，导致仿真结果与实际处理结果偏差较大。针对星载探测雷达算法日益复杂、外场试验难度大成本高、算法优化需要结合硬件实时处理流程等需求，迫切需要一种系统设计简单、原始回波数据准确可靠、能够高效进行试验数据分析、算法优化、故障快速定位排查的仿真验证方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于TLK2711传输的AD采集数据FPGA处理仿真验证系统。

本发明的技术解决方案是：

一种基于TLK2711传输的AD采集数据FPGA处理仿真验证系统，包括TLK2711、数据采集设备、FPGA实时处理仿真单元、MATLAB后处理仿真单元和结果对比单元；

所述TLK2711安装于测距测速敏感器硬件电路中，测距测速敏感器硬件电路中的FPGA将其接收的原始回波数据转发给TLK2711，TLK2711对接收的数据进行并串转换，得到串行数据发送给数据采集设备；

数据采集设备将接收的串行数据进行解析处理，将处理后的数据同时发送给FPGA实时处理仿真单元和MATLAB后处理仿真单元；

FPGA实时处理仿真单元对接收的数据按照测距测速敏感器硬件电路FPGA的处理方式进行仿真处理，得到FPGA仿真处理结果；

MATLAB后处理仿真单元按照测距测速算法流程对接收的数据进行仿真处理，得到MATLAB仿真处理结果；

结果对比单元将FPGA仿真处理结果和MATLAB仿真处理结果进行比对，若两者处理结果相对误差＜0.1％，则FPGA处理仿真验证通过；若两者处理结果相对误差≥0.1％，则FPGA处理仿真验证不通过。

测距测速敏感器硬件电路包括AD芯片和FPGA；AD芯片用于采集原始回波数据，对其进行模数转换后发送给FPGA，FPGA一方面将接收的原始回波数据转发给TLK2711，另一方面对接收的原始回波数据进行下变频、滤波和FFT处理。

硬件电路中AD芯片和TLK2711的参数需满足如下关系：