CN107315692A - 一种用于海洋物探拖缆数据控制器的时序到道序转换系统 - Google Patents

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颜晗
华波
宋明玉
陈国才
高菲
韦佳利
陈曦
汪潇
张可立
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Abstract

本发明一种用于海洋物探拖缆数据控制器的时序到道序转换系统，包括地址计算模块、参数提取模块和数据缓冲读写模块；地址计算模块接收外部配置数据，计算获得地址数据，并将地址数据作为水下拖缆上传的拖缆数据写入数据缓冲读写模块时的写入地址；参数提取模块接收水下拖缆上传的拖缆数据，并发送给地址计算模块，用于计算写入地址；数据缓冲读写模块将拖缆数据中的物探地震采集数据写入双倍速率同步动态随机存储器，再按照顺序从双倍速率同步动态随机存储器中读出数据，读出的数据即为经过从时序到道序转换的数据。

Description

一种用于海洋物探拖缆数据控制器的时序到道序转换系统
技术领域
本发明涉及一种用于海洋物探拖缆数据控制器的时序到道序的转换系统。
背景技术
在地球物理勘探领域，高分辨率的地震勘探技术不断发展。地震数据采集和处理是地震勘探中最关键的部分。勘探过程中地震数据的及时处理和传输极为关键。海洋地震勘探水下拖缆的数据是按照采样的时间顺序上传的，为时序数据。这种前端数字化获取的数据并不适合后端的软件处理。后端软件需要按照通道为顺序，每个通道内的各采样点按采样时间来排序。
这就需要一个模块来完成数据从时序到道序的转换过程。这个转换如果放到后端软件去做，那么海量的数据会占用极大的软件资源，还有可能影响到软件处理数据的速度。如果将这个转换放到前端拖缆的采集模块上去做，那么需要对每个拖缆的数字包进行分别的配置，而且也会占用水下设备资源，甚至影响到前端采集的工作。
因为拖缆数据控制器是水下拖缆和水上设备的一个交互节点，所有的水下数据都要通过拖缆数据控制器上传到数据的处理中心，可以将时序到道序的转换工作在拖缆数据控制器中完成。常用的方法是，水下数据以帧的形式上传到拖缆数据控制器的同时，提取数据中水下数字包号和通道号，通过算法计算，完成这帧数据的时序到道序的转换。但是这样实时运算，极大增加了拖缆数据控制器处理数据的时间开销，限制了水下数据上传量。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种用于海洋物探拖缆数据控制器的时序到道序转换系统，通过控制写入地址并顺序读出，快速实现水下数据的时序到道序转换。
本发明的技术方案是：一种用于海洋物探拖缆数据控制器的时序到道序转换系统，包括地址计算模块、参数提取模块和数据缓冲读写模块；地址计算模块接收外部配置数据，计算获得地址数据，并将地址数据作为水下拖缆上传的拖缆数据写入数据缓冲读写模块时的写入地址；参数提取模块接收水下拖缆上传的拖缆数据，并发送给地址计算模块，用于计算写入地址；数据缓冲读写模块将拖缆数据中的物探地震采集数据写入双倍速率同步动态随机存储器，再按照顺序从双倍速率同步动态随机存储器中读出数据，读出的数据即为经过从时序到道序转换的数据。
所述地址计算模块接收的外部配置数据包括物探拖缆中数字包总个数、每个数字包控制采样通道个数、一炮数据需要进行采集点的个数；计算每个数字包、每个通道对应的地址，并将计算好的地址数据以查找表形式存放于静态随机存储器中等待读取，同时将地址数据作为水下拖缆上传的拖缆数据写入数据缓冲读写模块时的写入地址。
所述的地址计算模块包括通道计算模块、数字包地址计算模块、静态随机存储器、静态随机存储器和加法器；设水下拖缆中数字包总个数为J，每个数字包控制K个采样通道，一炮数据需要进行N次采集，则总通道数为M，总采样点数为N；同时设参数提取模块从拖缆数据中提取的数字包号为a，a＝1，2，…，J，通道号为b，b＝1，2，…，K，则通道地址计算模块输出的输出结果为(b-1)·N，存入静态随机存储器；数字包地址计算模块的输出结果为(a-1)·K·N，存入静态随机存储器；在物探系统实时采集水下拖缆数据时，对于第i次采样，即采样计数为i，i＝1，2，…，N，地址计算模块根据输入的数字包号、通道号参数，采用查找表法，对应读出静态随机存储器和静态随机存储器中的地址数据，并利用加法器与采样计数值i相加，得到写入地址addr；J、K、N、M均为正整数。
每帧拖缆数据包括地震采集数据、拖缆数字包号和拖缆通道号；所述参数提取模块接收水下拖缆上传的拖缆数据，提取其中的拖缆数字包号、拖缆通道号，并在每次声源发炮后采集的第1个数据开始，从进行以0为初始值的累加计数，每增加一个采样点，采样计数值加1；同时将数字包号、通道号、地震采集数据提供给地址计算模块，用于计算水下拖缆上传的拖缆数据写入地址。
所述数据缓冲读写模块包括乒乓控制模块、高速缓存读写控制模块、高速缓存读写控制模块、双倍速率同步动态随机存储器和双倍速率同步动态随机存储器；乒乓控制模块对读写双倍速率同步动态随机存储器进行乒乓控制；乒乓控制模块在数据写入时，根据水下数据的数字包号和通道号从地址计算模块的内部缓存中读取相应的地址数据，然后根据乒乓控制原则将需要写入的地址数据和水下拖缆上传的拖缆数据传给高速缓存读写模块或者高速缓存读写模块；高速缓存读写模块或者高速缓存读写模块分别控制双倍速率同步动态随机存储器和双倍速率同步动态随机存储器这两个芯片的读写；读出数据时，乒乓控制模块根据乒乓控制的原则，选择读取高速缓存控制模块或者高速缓存控制模块；读取时，顺序读出双倍速率同步动态随机存储器或者双倍速率同步动态随机存储器中的数据,完成数据的时序到道序的转换。
本发明与现有技术相比的优点：
在海洋地震数据采集的过程中，拖缆上传的数据在拖缆数据控制器中进行缓存，通过控制写入地址并顺序读出，快速实现水下数据的时序到道序转换，没有额外增加数据处理的时间。上传给后端的软件进行数字处理时，极大的方便了软件的操作，顺利完成SEG-D的格式转换。
附图说明
图1为本发明时序到道序转换系统原理结构示意图。
图2为地址计算模块的原理结构示意图。
图3为数据缓冲读写模块的原理结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
图1为本发明时序到道序转换器的原理结构示意图，包括地址计算模块1、参数提取模块2和数据缓冲读写模块3。
地址计算模块1接收外部配置数据，包括物探拖缆中数字包总个数、每个数字包控制采样通道个数、一炮数据需要进行采集点数，计算每个数字包、每个通道对应的地址，并将计算好的地址数据以查找表形式存放于一个内部的静态随机存储器中等待读取，作为水下数据写入数据缓冲读写模块3时的写入地址。
参数提取模块2接收水下拖缆上传的拖缆数据(每帧数据包含地震采集数据、拖缆数字包号和通道号)，提取其中的数字包号、通道号参数，并在每次声源发炮后采集的第1个数据开始，从进行以0为初始值的累加计数，每增加一个采样点，采样计数值加1。数字包号、通道号、采样计数参数提供给地址计算模块1，用于计算水下数据写入地址。
数据缓冲读写模块3将拖缆数据中的物探地震采集数据写入双倍速率同步动态随机存储器，数据写入地址由地址计算模块1提供。数据缓冲读写模块3再按照顺序从双倍速率同步动态随机存储器中读出数据，读出的数据即为经过从时序到道序转换的数据。
图2为上述实施例中地址计算模块1的原理构成示意图，地址计算模块1包括通道计算模块11、数字包地址计算模块12、静态随机存储器13、静态随机存储器14和加法器15。本发本明中，假设水下拖缆中数字包总个数为J，每个数字包控制K个采样通道，一炮数据需要进行N次采集，则总通道数为M，总采样点数为N；同时假设参数提取模块2从拖缆数据中提取的数字包号为a(a＝1，2，…，J)、通道号为b(b＝1，2，…，K)，则通道地址计算模块11输出的输出结果为(b-1)·N，存入静态随机存储器13；数字包地址计算模块的输出结果为(a-1)·K·N，存入静态随机存储器14。在物探系统实时采集水下拖缆数据时，对于第i次采样(即采样计数为i，i＝1，2，…，N)，地址计算模块1根据输入的数字包号、通道号参数，采用查找表法，对应读出静态随机存储器13和静态随机存储器14中的地址数据，并与采样计数值i相加(利用加法器15)，得到写入地址addr。
图3为上述实施例中数据缓冲读写模块3的原理构成示意图。如图所示，数据缓冲读写模块3是由乒乓控制模块31、高速缓存读写控制模块32、高速缓存读写控制模块33、双倍速率同步动态随机存储器34和双倍速率同步动态随机存储器35组成。乒乓控制模块31对读写双倍速率同步动态随机存储器进行乒乓控制。为了提高读写的速度，系统使用了两片双倍速率同步动态随机存储器芯片作为数据的缓存芯片。通过乒乓控制的方式，极大的提高了读写速度，提高了系统的数据处理能力。乒乓控制模块31在数据写入时，根据水下数据的数字包号和通道号从地址计算模块1的内部缓存中读取相应的地址数据，然后根据乒乓控制原则将需要写入的地址数据和水下数据传给高速缓存读写模块32或者高速缓存读写模块33。高速缓存读写模块32或者高速缓存读写模块33分别控制双倍速率同步动态随机存储器34和双倍速率同步动态随机存储器35这两个芯片的读写。读出数据时，乒乓控制模块31根据乒乓控制的原则，选择读取高速缓存控制模块32或者高速缓存控制模块33。读取时，只需要顺序读出双倍速率同步动态随机存储器34或者双倍速率同步动态随机存储器35中的数据即可完成数据的时序到道序的转换。
由此可见，本发明方案，通过对采样通道数据的分析，优化逻辑算法，提前计算出数据缓存地址，通过数据缓存这个必不可少的工作流程，完成了数据从时序到道序的转换。拖缆数据控制器几乎没有额外增加数据处理的时间。大大减轻了后端软件处理数据的工作量，同时也没有对拖缆数据控制器造成更多的负担。从本实施例可以看出，本发明方案有效可行。其运行结果达到预想水平。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (5)

1.一种用于海洋物探拖缆数据控制器的时序到道序转换系统，其特征在于：包括地址计算模块(1)、参数提取模块(2)和数据缓冲读写模块(3)；地址计算模块(1)接收外部配置数据，计算获得地址数据，并将地址数据作为水下拖缆上传的拖缆数据写入数据缓冲读写模块(3)时的写入地址；参数提取模块(2)接收水下拖缆上传的拖缆数据，并发送给地址计算模块(1)，用于计算写入地址；数据缓冲读写模块(3)将拖缆数据中的物探地震采集数据写入双倍速率同步动态随机存储器，再按照顺序从双倍速率同步动态随机存储器中读出数据，读出的数据即为经过从时序到道序转换的数据。
2.根据权利要求1所述的一种用于海洋物探拖缆数据控制器的时序到道序转换系统，其特征在于：所述地址计算模块(1)接收的外部配置数据包括物探拖缆中数字包总个数、每个数字包控制采样通道个数、一炮数据需要进行采集点的个数；计算每个数字包、每个通道对应的地址，并将计算好的地址数据以查找表形式存放于静态随机存储器中等待读取，同时将地址数据作为水下拖缆上传的拖缆数据写入数据缓冲读写模块(3)时的写入地址。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于海洋物探拖缆数据控制器的时序到道序转换系统，其特征在于：所述的地址计算模块(1)包括通道计算模块(11)、数字包地址计算模块(12)、静态随机存储器(13)、静态随机存储器(14)和加法器(15)；设水下拖缆中数字包总个数为J，每个数字包控制K个采样通道，一炮数据需要进行N次采集，则总通道数为M，总采样点数为N；同时设参数提取模块(2)从拖缆数据中提取的数字包号为a，a＝1，2，…，J，通道号为b，b＝1，2，…，K，则通道地址计算模块(11)输出的输出结果为(b-1)·N，存入静态随机存储器(13)；数字包地址计算模块的输出结果为(a-1)·K·N，存入静态随机存储器(14)；在物探系统实时采集水下拖缆数据时，对于第i次采样，即采样计数为i，i＝1，2，…，N，地址计算模块(1)根据输入的数字包号、通道号参数，采用查找表法，对应读出静态随机存储器(13)和静态随机存储器(14)中的地址数据，并利用加法器(15)与采样计数值i相加，得到写入地址addr；J、K、N、M均为正整数。
4.根据权利要求2所述的一种用于海洋物探拖缆数据控制器的时序到道序转换系统，其特征在于：每帧拖缆数据包括地震采集数据、拖缆数字包号和拖缆通道号；所述参数提取模块(2)接收水下拖缆上传的拖缆数据，提取其中的拖缆数字包号、拖缆通道号，并在每次声源发炮后采集的第1个数据开始，从进行以0为初始值的累加计数，每增加一个采样点，采样计数值加1；同时将数字包号、通道号、地震采集数据提供给地址计算模块(1)，用于计算水下拖缆上传的拖缆数据写入地址。
5.根据权利要求2所述的一种用于海洋物探拖缆数据控制器的时序到道序转换系统，其特征在于：所述数据缓冲读写模块(3)包括乒乓控制模块(31)、高速缓存读写控制模块(32)、高速缓存读写控制模块(33)、双倍速率同步动态随机存储器(34)和双倍速率同步动态随机存储器(35)；乒乓控制模块(31)对读写双倍速率同步动态随机存储器进行乒乓控制；乒乓控制模块(31)在数据写入时，根据水下数据的数字包号和通道号从地址计算模块(1)的内部缓存中读取相应的地址数据，然后根据乒乓控制原则将需要写入的地址数据和水下拖缆上传的拖缆数据传给高速缓存读写模块(32)或者高速缓存读写模块(33)；高速缓存读写模块(32)或者高速缓存读写模块(33)分别控制双倍速率同步动态随机存储器(34)和双倍速率同步动态随机存储器(35)这两个芯片的读写；读出数据时，乒乓控制模块(31)根据乒乓控制的原则，选择读取高速缓存控制模块(32)或者高速缓存控制模块(33)；读取时，顺序读出双倍速率同步动态随机存储器(34)或者双倍速率同步动态随机存储器(35)中的数据,完成数据的时序到道序的转换。
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