CN105897622B - 空间遥感设备、信号发生器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测试仪器技术领域，提供空间遥感设备、信号发生器及控制方法，信号发生器包括控制单元、存储单元、缓存单元以及输出单元，输出单元包括多个类型端口；控制单元接收数据报文，获取数据报文中的报文类型，并根据报文类型判断是否需要配置类型端口；当判断结果为否时，控制单元将数据报文存储在存储单元中；当判断结果为是时，控制单元控制输出单元配置类型端口，并获取待发送的数据配置信息，根据数据配置信息从存储单元存储的数据中提取与之相对应的数据并存储在缓存单元中，缓存单元将数据发送给输出单元，输出单元从所配置的类型端口中输出数据，通过在输出单元设置多种类型的输出端口，可以实现接口种类的增加，具有良好的扩展性。

Description

空间遥感设备、信号发生器及控制方法

技术领域

本发明涉及测试仪器技术领域，尤其涉及用于空间遥感设备、信号发生器及控制方法。

背景技术

目前，空间遥感技术在农业、地质探测、气象以及军事等领域有着广泛的应用。空间遥感设备具有接口种类多、接口速率高、处理数据量大等特点，因此需要专业的测试设备用于此类设备功能的验证和测试。但是现有的测试设备中的信号发生器存在接口种类单一的缺点，无法满足性能日益提高的遥感设备测试的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供空间遥感设备、信号发生器及控制方法，以解决现有技术中存在的测试设备中的信号发生器存在接口种类单一的缺点。

本发明第一方面提供一种信号发生器，所述信号发生器包括控制单元、存储单元、缓存单元以及输出单元，所述输出单元包括多个类型端口；

所述控制单元接收数据报文，获取所述数据报文中的报文类型，并根据所述报文类型判断是否需要配置类型端口；

当判断结果为否时，所述控制单元根据所述报文类型将所述数据报文存储在所述存储单元中或者丢弃所述数据报文；；

当判断结果为是时，所述控制单元控制所述输出单元配置类型端口，并获取待发送的数据配置信息，根据所述数据配置信息从所述存储单元存储的数据中提取与之相对应的数据并存储在所述缓存单元中，所述缓存单元将所述数据发送给所述输出单元，所述输出单元从所配置的类型端口中输出所述数据。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述控制单元包括配置管理模块、上位机收发模块以及存储控制模块；

所述上位机收发模块接收数据报文，获取所述数据报文中的报文类型，并根据所述报文类型判断是否需要配置类型端口；

当判断结果为否时，所述上位机收发模块根据所述报文类型驱动所述存储控制模块将所述数据报文存储在所述存储单元中或者丢弃所述数据报文；

当判断结果为是时，所述存储控制模块根据配置管理模块输出的使能信号控制所述输出单元配置类型端口，并获取待发送的数据配置信息，根据所述数据配置信息从所述存储单元存储的数据中提取与之相对应的数据并发送给所述缓存单元中。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述上位机收发模块根据所述报文类型驱动所述存储控制模块将所述数据报文存储在所述存储单元中或者丢弃所述数据报文的过程具体为：

将接收到的报文类型与预置的报文类型相比较并判断两者是否相同，当判断结果为不同时，丢弃所述数据报文；当判断结果为相同时，将所述数据报文存储在所述存储单元中。

结合第一方面的第一种可能的实现方式及第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述缓存单元包括调度模块、内存模块、FIFO接收模块以及FIFO发送模块；

所述FIFO接收模块接收所述存储控制模块发送的数据并处于非空状态；

所述调度模块在检测到所述FIFO接收模块处于非空状态时，将所述FIFO接收模块中的数据存储在所述内存模块中，并检测所述内存模块处于非空状态时将所述内存模块中的数据输出给所述FIFO发送模块；

所述FIFO发送模块接收所述数据后处于非空状态。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述输出单元还包括数据选择模块；

所述数据选择模块检测到所述FIFO发送模块处于非空状态时，将所述FIFO发送模块中的数据通过预先配置的类型端口输出。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述信号发生器还包括连接背板，所述连接背板上设有多个接口插槽，所述控制单元和所述存储单元连接所述接口插槽，所述控制单元通过所述连接背板与上位机进行通信。

本发明第二方面提供一种空间遥感设备，所述空间遥感设备包括上述的信号发生器。

本发明第三方面提供一种信号发生器的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

A.接收数据报文；

B.获取数据报文的报文类型，并根据所述报文类型判断是否需要配置类型端口，否，则执行步骤C，是，则执行步骤D；

C.根据所述报文类型将所述数据报文存储在所述存储单元中或者丢弃所述数据报文；

D.配置类型端口并获取待发送的数据配置信息，根据所述数据配置信息从存储的数据中提取与之相对应的数据，并从所配置的类型端口中输出所述数据。

结合第三方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述步骤B中根据所述报文类型判断是否需要配置类型端口的步骤具体为：

将接收到的报文类型与预置的报文类型相比较并判断两者是否相同，当判断结果为不同时，丢弃所述数据报文；当判断结果为相同时，将所述数据报文存储在所述存储单元中。

本发明提供空间遥感设备、信号发生器及控制方法，控制单元接收到端口配置信息和数据配置信息，并将端口配置信息发送到输出单元，将需要发送的数据从存储单元读出并写入缓存单元，输出单元从所配置的类型端口中输出数据，通过在输出单元设置多种类型的输出端口，根据端口配置信息输出不同类型的数据，可以实现接口种类的增加，具有良好的扩展性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施例提供的一种信号发生器的结构示意图；

图2是本发明一种实施例提供的一种信号发生器中的控制单元的结构示意图；

图3是本发明一种实施例提供的一种信号发生器中的缓存单元的结构示意图；

图4是本发明一种实施例提供的一种信号发生器中的输出单元的结构示意图；

图5是本发明一种实施例提供的一种信号发生器中的存储单元的结构示意图；

图6是本发明另一种实施例提供的一种信号发生器的结构示意图；

图7是本发明另一种实施例提供的一种信号发生器中的存储板的结构示意图；

图8是本发明另一种实施例提供的一种信号发生器中的信号处理板的结构示意图；

图9是本发明另一种实施例提供的一种信号发生器的控制方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明实施例提供一种信号发生器，如图1所示，信号发生器包括控制单元13、存储单元14、缓存单元12以及输出单元11，输出单元11包括多个类型端口；

控制单元13接收数据报文，获取数据报文中的报文类型，并根据报文类型判断是否需要配置类型端口；

当判断结果为否时，控制单元13将数据报文存储在存储单元14中或者丢弃数据报文；

当判断结果为是时，控制单元13控制输出单元11配置类型端口，并获取待发送的数据的数据配置信息，根据数据配置信息从存储单元14存储的数据中提取与之相对应的数据并存储在缓存单元12中，缓存单元12将数据发送给输出单元11，输出单元11从所配置的类型端口中输出数据。

具体的，控制单元13所接收的数据报文来源于上位机15，控制单元13判定该数据报文不包括配置类型端口信息时，再判定是否为预置报文类型，是，则控制单元13将数据报文存储在存储单元14中，此时，上位机15所发送的数据中不含有配置类型端口信息；控制单元13判定该数据报文包括配置类型端口信息时，上位机15配置信号发生器和信号数据内容时，将端口类型配置信息通过控制单元13下发到输出单元11，控制单元13根据上位机15的配置将需要发送的数据从存储单元14读出并写入缓存单元12，缓存单元12从存储单元14读出数据，并产生空满信号输出给控制单元13和输出单元11，以消除输出数据速率和存储单元14读取速率之间的差异，输出单元11从所配置的类型端口中输出数据，因此，可以实现接口种类的增加，具有良好的扩展性。

其中，对于控制单元13，其具体作用为根据接收的数据信息与控制其他所有单元的所有模块，进一步的，如图2所示，控制单元13包括配置管理模块41、上位机收发模块42以及存储控制模块43；

上位机收发模块42接收数据报文，获取数据报文中的报文类型，并根据报文类型判断是否需要配置类型端口；

当判断结果为否时，上位机收发模块42根据报文类型驱动存储控制模块43将数据报文存储在存储单元中或者丢弃数据报文；

当判断结果为是时，存储控制模块42根据配置管理模块42输出的使能信号控制输出单元11配置类型端口，并获取待发送的数据的数据配置信息，根据数据配置信息从存储单元14存储的数据中提取与之相对应的数据并发送给缓存单元12中。

具体的，上位机收发模块42的作用是与上位机15进行通信，并将上位机15发送过来的数据存入存储单元14，检测端口配置信息并将端口配置信息发送给配置管理模块，并根据上位机15的配置将需要发送的数据从存储单元14读出并写入缓存单元12；配置管理模块41的作用是检测是否具有端口配置信息，当检测到端口配置信息时，驱动存储控制模块43工作；存储控制模块43的输入端与存储单元14相连，输出端与缓存单元12相连，用于存储及提取数据。

其中，上位机收发模块42根据报文类型驱动存储控制模块43将数据报文存储在存储单元中或者丢弃数据报文具体为：

将接收到的报文类型与预置的报文类型相比较并判断两者是否相同，当判断结果为不同时，丢弃所述数据报文；当判断结果为相同时，将数据报文存储在存储单元14中。

具体的，数据报文的协议字段中包含该数据报文所使用的协议类型，可以约定某些特定协议的数据报文为某类报文如管理类报文或者控制类报文，并将报文的类型与输出单元11的端口进行绑定，例如管理类报文的绑定端口为1111、2222等，则接收数据报文时判定包括配置类型端口信息时，根据管理报文内容的含义对类型端口进行相应的操作，再判断是否为管理类报文或者其他类预置报文，判断结果为否时，丢弃该数据报文，判断结果为是时，储存该数据报文。

对于缓存单元12，其用于消除输出数据速率和存储单元14读取速率之间的差异，进一步的，如图3所示，缓存单元12包括调度模块33、内存模块31、FIFO接收模块34以及FIFO发送模块32，其中，FIFO为First Input First Output(先入先出队列)的缩写；

FIFO接收模块34接收存储控制模块43发送的数据并处于非空状态；

调度模块33在检测到FIFO接收模块34处于非空状态时，将FIFO接收模块34中的数据存储在内存模块31中，并检测内存模块31处于非空状态时将内存模块31中的数据输出给FIFO发送模块32；

FIFO发送模块32接收数据后处于非空状态。

具体的，配置管理模块41检测到端口数据发送使能信号后，将触发存储控制模块43从存储单元14写入缓存单元12的FIFO接收模块34中，缓存单元12的调度模块33检测到FIFO接收模块34非空后，将数据写入DDR3芯片(内存单元31)，调度模块33检测到DDR3芯片非空后将数据从DDR3芯片中读出并写入FIFO发送模块32。

对于输出单元11，进一步的，如图4所示，输出单元11还包括数据选择模块23、类型1输出模块21以及类型2输出模块22；

数据选择模块检测到FIFO发送模块处于非空状态时，将FIFO发送模块中的数据通过预先配置的类型端口输出。

对于存储单元14，进一步的，如图5所示，存储单元包括高速连接模块51以及多个存储器52。

进一步的，信号发生器还包括连接背板，连接背板上设有多个接口插槽，控制单元13和存储单元14连接接口插槽，控制单元13通过连接背板与上位机15进行通信。

作为上述实施例的一种具体的实施方式，如图6所示，信号发生器的硬件模块部分包括：信号处理板61、存储板63、接口扣板64和高速背板62，信号处理板和存储板通过高速背板连接，高速背板包括但不限于VPX接口插槽20个、信号处理板与存储板之间的连线以及信号处理板与上位机15之间的连线。

通过在高速背板上安装多块信号处理板及相应的存储板可实现多路信号发生器的接口扩展。

如图7所示，存储板包括但不限于mSATA硬盘4个；

如图8所示，信号处理板包括但不限于FPGA1片(型号：xc7k325tffg900)、DDR3芯片4片(型号：MT41K128M16)、TLK2711A接口驱动芯片4片、差分驱动芯片16片。

信号处理板61与上位机15之间通过包括但不限于一个SGMII接口相连。

输出单元11由信号处理板上的FPGA和各种接口驱动芯片实现；缓存单元12由处理板FPGA和DDR3实现；控制单元13由信号处理板FPGA实现；存储单元14由存储板63实现，接口扣板由各种接口驱动芯片实现，通过但不限于FMC接口与信号处理板相连。

本发明另一种实施例提供一种空间遥感设备，空间遥感设备包括上述的信号发生器。

本发明另一种实施例提供一种信号发生器的控制方法，控制方法包括以下步骤：

步骤S101.接收数据报文；

步骤S102.获取数据报文的报文类型，并根据报文类型判断是否需要配置类型端口，否，则执行步骤S103，是，则执行步骤S104；

步骤S103.根据报文类型将数据报文存储在所述存储单元中或者丢弃所述数据报文；

步骤S104.配置类型端口并获取待发送的数据的数据配置信息，根据数据配置信息从存储的数据中提取与之相对应的数据，并从所配置的类型端口中输出数据。

具体的，步骤S103中根据所述报文类型将所述数据报文存储在所述存储单元中或者丢弃所述数据报文的步骤具体为：

将接收到的报文类型与预置的报文类型相比较并判断两者是否相同，当判断结果为不同时，丢弃所述数据报文；当判断结果为相同时，将所述数据报文存储在所述存储单元中。

具体的，数据报文的协议字段中包含该数据报文所使用的协议类型，可以约定某些特定协议的数据报文为某类报文如管理类报文或者控制类报文，并将报文的类型与输出单元11的端口进行绑定，例如管理类报文的绑定端口为1111、2222等，则接收数据报文时判定包括配置类型端口信息时，根据管理报文内容的含义对类型端口进行相应的操作，再判断是否为管理类报文或者其他类预置报文，判断结果为否时，丢弃该数据报文，判断结果为是时，储存该数据报文。

用本发明所述方法和装置，与现有技术相比，单端口速率能达3Gbps，比以往设备有很大提升；端口种类可以包括2711、LVDS、异步422等多种专用接口，多个测试设备的功能由一套装置实现；单通道信号数据存储容量可达120Gb有很大提升，通过插多块板可实现接口数量的增加，并且通过更换接口扣板可实现接口种类的增加，具有很好的可扩展性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种信号发生器，其特征在于，所述信号发生器包括控制单元、存储单元、缓存单元以及输出单元，所述输出单元包括多个类型端口；

所述控制单元接收数据报文，获取所述数据报文中的报文类型，并根据所述报文类型判断是否需要配置类型端口；

当判断结果为否时，所述控制单元根据所述报文类型将所述数据报文存储在所述存储单元中或者丢弃所述数据报文；

当判断结果为是时，所述控制单元控制所述输出单元根据所述数据报文的配置类型端口信息配置类型端口，并获取待发送的数据的数据配置信息，根据所述数据配置信息从所述存储单元存储的数据中提取与之相对应的数据并存储在所述缓存单元中，所述缓存单元将所述数据发送给所述输出单元，所述输出单元从所配置的类型端口中输出所述数据。

2.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述控制单元包括配置管理模块、上位机收发模块以及存储控制模块；

所述上位机收发模块接收数据报文，获取所述数据报文中的报文类型，并根据所述报文类型判断是否需要配置类型端口；

当判断结果为否时，所述上位机收发模块根据所述报文类型驱动所述存储控制模块将所述数据报文存储在所述存储单元中或者丢弃所述数据报文；

当判断结果为是时，所述存储控制模块根据配置管理模块输出的使能信号控制所述输出单元配置类型端口，并获取待发送的数据的数据配置信息，根据所述数据配置信息从所述存储单元存储的数据中提取与之相对应的数据并发送给所述缓存单元中。

3.如权利要求2所述的信号发生器，其特征在于，所述上位机收发模块根据所述报文类型驱动所述存储控制模块将所述数据报文存储在所述存储单元中或者丢弃所述数据报文的过程具体为：将接收到的报文类型与预置的报文类型相比较并判断两者是否相同，当判断结果为不同时，丢弃所述数据报文；当判断结果为相同时，将所述数据报文存储在所述存储单元中。

4.如权利要求2或3所述的信号发生器，其特征在于，所述缓存单元包括调度模块、内存模块、FIFO接收模块以及FIFO发送模块；

所述FIFO接收模块接收所述存储控制模块发送的数据并处于非空状态；

所述调度模块在检测到所述FIFO接收模块处于非空状态时，将所述FIFO接收模块中的数据存储在所述内存模块中，并检测所述内存模块处于非空状态时将所述内存模块中的数据输出给所述FIFO发送模块；

所述FIFO发送模块接收所述数据后处于非空状态。

5.如权利要求4述的信号发生器，其特征在于，所述输出单元还包括数据选择模块；

所述数据选择模块检测到所述FIFO发送模块处于非空状态时，将所述FIFO发送模块中的数据通过预先配置的类型端口输出。

6.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述信号发生器还包括连接背板，所述连接背板上设有多个接口插槽，所述控制单元和所述存储单元连接所述接口插槽，所述控制单元通过所述连接背板与上位机进行通信。

7.一种空间遥感设备，其特征在于，所述空间遥感设备包括权利要求1至6任一项所述的信号发生器。

8.一种信号发生器的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

A.接收数据报文；

B.获取数据报文的报文类型，并根据所述报文类型判断是否需要配置类型端口，否，则执行步骤C，是，则执行步骤D；

C.根据所述报文类型将所述数据报文存储在所述存储单元中或者丢弃所述数据报文；

D.根据所述数据报文的配置类型端口信息配置类型端口并获取待发送的数据的数据配置信息，根据所述数据配置信息从存储的数据中提取与之相对应的数据，并从所配置的类型端口中输出所述数据。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步骤C中根据所述报文类型将所述数据报文存储在所述存储单元中或者丢弃所述数据报文的步骤具体为：

将接收到的报文类型与预置的报文类型相比较并判断两者是否相同，当判断结果为不同时，丢弃所述数据报文；当判断结果为相同时，将所述数据报文存储在所述存储单元中。