[发明专利]一种基于流水存储结构的子带映射实现方法

说明书

一种基于流水存储结构的子带映射实现方法，充分结合信道化处理数据格式及子带映射结构，建立基于流水存储结构的数据缓存架构，采用流水存储结构的子带映射模块进行子带数据处理，可以有效降低信道化处理器内子带映射数据缓存区的存储空间。

技术领域

本发明属于数字透明转发器子带映射技术领域，涉及一种子带数据流水缓存的子带映射实现方法，可应用在数字透明处理器系统、高通量卫星系统，以及各种前返向卫星链路子带灵活动态映射系统架构中。

背景技术

数字透明处理器系统是基于信道化、子带路由交换等技术的数字透明转发技术，相比于模拟透明转发器系统，具有支持任意子信道间灵活交链的功能。数字透明处理器系统包括信道化处理器、交换处理器和载荷控制处理器等核心数字处理器。随着通信容量需求的扩大，数字透明处理器单端口带宽随之提高，在子带颗粒度一定的条件下，宽带信号经过信道化技术处理后的子带数量指数增长。理论上，仅需一个交换处理器即可完成所有端口的子带交换。然而，受限于硬件资源和高速数据传输速率等因素，工程实现中会利用多个交换处理器协同完成，如图1所示。

数字透明处理器系统超大容量子带路由交换分为返向映射、路由交换和前向映射三部分，其中前、返向子带映射在信道处理器中完成，是单端口内子带交换的核心模块，路由交换在交换处理器中完成多端口间的子带交换。子带交换的路径是系统根据用户需求实时配置的，返向映射的前端是信道化处理，将子带信号按照返向映射配置表映射到多个交换处理器，前向映射的后端是信道合成处理，将多个交换处理器的子带信号按照前向映射配置表映射到子信道合路模块，前、返向子带映射过程如图2所示。

数字透明处理器系统支持任意子信道、任意端口之间的灵活交链，关键技术之一是信道化处理技术。信道化处理将宽带采样信号分为N个子带，这N个子带的采样点重组后的数据格式如图3所示，图中T_clk为数字处理器的工作时钟周期。

为满足越来越宽的信号采样需求，信道化处理板前端的ADC器件采样率已达GSPS量级，数字处理器的处理速率与ADC器件的采样数据速率往往是不匹配的。因此，工程实现中通常采用多路复用结构的信道化处理技术，常用的复用倍数为2、4、8等。

若交换处理器的数目为M，信道化处理后子带数目为N，数据位宽为32bit。为匹配返向映射配置表的读取速率，至少需开辟2倍数据缓存量的存储空间，则数据缓存的单位存储空间L为8N字节。采用M路并行数据缓存结构，信道化技术的复用倍数选为4，则返向映射数据缓存量为4ML字节。前向映射与返向映射所需的存储空间相等。

由此可知，信道化处理器片内子带映射模块所需的存储空间与交换处理器的数目M和子带数目N有关。随着数字透明处理器系统的发展，单端口带宽和整机端口数均急剧增加，造成数字处理器内部数据缓存区存储空间的指数增加，这会加剧数字处理器功耗和资源等方面的开销成本，甚至在后续ASIC芯片设计阶段，大量重复铺设的存储器会对布局和走线造成设计困难，增加冗余的芯片面积。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于流水存储结构的子带映射实现方法，该方法完美契合了信道化处理数据格式及子带映射结构，建立了基于流水存储结构的数据缓存架构，采用流水存储结构的子带映射模块，可以有效降低信道化处理器内子带映射数据缓存区的存储空间。

本发明的技术解决方案是：一种基于流水存储结构的子带映射实现方法，包括如下步骤：

(1)根据子带数量N、数据位宽B和子带交换处理器数量M设计单元存储空间的存储深度A和子带交换速率V；

(2)根据流水存储结构设计子带数据的两级缓存区，计算并分配两级缓存区单元存储空间的数量；