CN113824649A - 面向固定帧长的数据流量控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种面向固定帧长的数据流量控制装置，包括通道切换模块、流量转换模块以及转换缓存模块；所述通道切换模块，用于连接多个前级接口，并将通过前级接口接收的流量数据传输至流量转换模块；所述流量转换模块，连接所述通道切换模块，用于接收所述流量数据，并将所述流量数据进转换为固定帧长数据，并将所述固定帧长数据传送至所述转换缓存模块；所述转换缓存模块，用于连接后级接口，通过对所述固定帧长数据进行缓存实现前级接口和后级接口的传输速率匹配。本发明通过通道切换模块、流量转换模块以及转换缓存模块的配合，实现传输固定帧长数据的不同接口之间的带宽匹配和流量控制功能，能够应用于卫星基带平台基带系统。

Description

面向固定帧长的数据流量控制装置
技术领域
本发明涉及卫星数据传输系统，具体地，涉及一种面向固定帧长的数据流量控制装置。
背景技术
基带数据处理功能是航天器数据管理系统的重要功能，实现对载荷数据的组帧、加密、信道编码等各种基带处理功能，通常由FPGA芯片或其他主控芯片实现。
在近年来的卫星平台设计中，随着数据多样化、数据量增大、数据格式复杂、数据处理节点增多的发展趋势，所带来的基带数据通道切换、流向控制、传输速率匹配等机制的实现方法日益复杂，需要卫星平台提供更灵活的数据流量控制装置。由于卫星平台传输的数据多以固定的帧长格式传输，因此面向固定帧长设计的流量控制装置不仅可实现性较强，也具有较好的应用前景。
目前没有发现解决上述问题的说明或报道，也尚未收集到国内外类似设计的资料。因此，有必要设计一种面向固定帧长的基带数据处理装置。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种面向固定帧长的基带数据处理装置，能够灵活配置实现并实时切换以适应卫星基带数据。
根据本发明提供的面向固定帧长的数据流量控制装置，包括通道切换模块、流量转换模块以及转换缓存模块；
所述通道切换模块，用于连接多个前级接口，并将通过前级接口接收的流量数据传输至流量转换模块；
所述流量转换模块，连接所述通道切换模块，用于接收所述流量数据，并将所述流量数据进转换为固定帧长数据，并将所述固定帧长数据传送至所述转换缓存模块；
所述转换缓存模块，用于连接后级接口，通过对所述固定帧长数据进行缓存实现前级接口和后级接口的传输速率匹配。
优选地，所述通道切换模块、所述流量转换模块以及所述转换缓存模块设置有配置模版，所述配置模版，用于提供能够修改的模版参数，以应用于多种需求场景。
优选地，所述模版参数包括传输帧长、前级接口数量、前级接口位宽、后级接口位宽、切换通道数量、转换缓存容量以及通道有效速率比。
优选地，所述前级接口的使能或屏蔽能够在装置运行中通过通道切换模块中的配置指令进行实时切换。
优选地，所述通道切换模块，用于实现所述配置模板中前级接口数量、前级接口位宽的设置。
优选地，所述流量转换模块，用于实现所述配置模板中的传输帧长、切换通道数量、前级接口位宽、后级接口位宽的设置，能够根据当前输入的前级接口速率与输出的后级接口速率，完成固定帧长数据缓存、复接功能。
优选地，所述转换缓存模块，用于实现所述配置模板中的转换缓存容量的设置。
优选地，所述通道有效速率比为后级接口可用的有效带宽与该接口支持的最大带宽的比例。
优选地，所述流量转换模块包括第一流量转换单元和第二流程转换单元；所述第一流量转换单元和所述第二流程转换单元的输入端均连接所述通道切换模块，输出端连接所述转换缓存模块中不同的转换缓存单元。
优选地，所述转换缓存模块包括多个转换缓存单元；每一转换缓存单元的输出端连接一后级接口。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明通过通道切换模块、流量转换模块以及转换缓存模块的配合，实现传输固定帧长数据的不同接口之间的带宽匹配和流量控制功能，能够应用于卫星基带平台基带系统；
本发明设设置有配置模板，可通过修改配置模板中的参数灵活应用于各种需求场景下；
本发明中前级接口的使能或屏蔽能够在装置运行中通过通道切换模块中的配置指令进行实时切换，形成动态切换功能，可在运行中实时切换通道，提高数据通道设计的灵活性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例中面向固定帧长的数据流量控制装置的原理框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1为本发明实施例中面向固定帧长的数据流量控制装置的原理框图，如图1所示，本发明提供的面向固定帧长的数据流量控制装置，包括通道切换模块、流量转换模块以及转换缓存模块；
所述通道切换模块，用于连接多个前级接口，并将通过前级接口接收的流量数据传输至流量转换模块；
所述流量转换模块，连接所述通道切换模块，用于接收所述流量数据，并将所述流量数据进转换为固定帧长数据，并将所述固定帧长数据传输至所述转换缓存模块；
所述转换缓存模块，用于连接后级接口，通过对所述固定帧长数据进行缓存实现前级接口和后级接口的传输速率匹配；
本发明实施例中，所述通道切换模块、所述流量转换模块以及所述转换缓存模块设置有配置模版，所述配置模版，用于提供能够修改的模版参数，以应用于多种需求场景。所述模版参数包括传输帧长、前级接口数量、前级接口位宽、后级接口位宽、切换通道数量、转换缓存容量以及通道有效速率比。所述前级接口的使能或屏蔽能够在装置运行中通过通道切换模块中的配置指令进行实时切换。
其中，所述通道切换模块，用于实现所述配置模板中前级接口数量、前级接口位宽的设置。所述流量转换模块，用于实现所述配置模板中的传输帧长、切换通道数量、前级接口位宽、后级接口位宽的设置，能够根据当前输入的前级接口速率与输出的后级接口速率，完成固定帧长数据缓存、复接功能。所述转换缓存模块，用于实现所述配置模板中的转换缓存容量的设置。所述通道有效速率比为后级接口可用的有效带宽与该接口支持的最大带宽的比例。
在本发明实施例中，所述流量转换模块包括第一流量转换单元和第二流程转换单元；所述第一流量转换单元和所述第二流程转换单元的输入端均连接所述通道切换模块，输出端连接所述转换缓存模块中不同的转换缓存单元。所述转换缓存模块包括多个转换缓存单元；每一转换缓存单元的输出端连接一后级接口。
本发明实施例提供的一种面向固定帧长的数据流量控制装置，能够实现数据的组帧、加密、编码功能。硬件主要包括SRAM型FPGA，可选用Xilinx公司XQ4VSX55-FF1148M芯片实现。
所述配置模板参数的传输帧长为1024字节，前级接口数量为4、前级接口位宽16、后级接口数量4、后级接口位宽16、切换通道数量4、转换缓存容量4096字节、后级通道1-4的通道流量比为0.5；
所述动态切换功能可支持前级接口1～4任意桥接至后级接口1～4，支持最多两个前级接口同时桥接到一个后级接口上。
本发明实施例中所述配置模板在模块实现前选择，不支持运行中在线更改。动态切换功能可在装置运行中通过配置指令实时切换前级接口的使能或屏蔽，以控制前级接口数据的去向。所述的通道切换模块具有配置模板中规定的前级接口数量、前级接口位宽，可根据当前接收到的指令，使能或屏蔽指定的前级接口，将使能的前级接口输入的数据转向指定的流量转换模块。所述流量转换模块具有配置模板中规定的传输帧长、切换通道数量、前级接口位宽、后级接口位宽，根据当前输入的前级接口速率与输出的后级接口速率，完成固定帧长的数据缓存、复接功能。所述的转换缓存模块具有配置模板中规定的转换缓存容量，可通过缓存数据实现接口匹配前后级接口速率的功能。
本发明实施例中面向固定帧长的数据流量控制装置面向卫星基带平台基带系统，基于FPGA芯片设计，可实现面向固定帧长的实现不同接口之间的带宽匹配和流量控制功能；设计了配置模板，可通过修改配置模板中的参数灵活应用于各种需求场景下；设计了动态切换功能，可在运行中实时切换通道，提高数据通道设计的灵活性。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种面向固定帧长的数据流量控制装置，其特征在于，包括通道切换模块、流量转换模块以及转换缓存模块；
所述通道切换模块，用于连接多个前级接口，并将通过前级接口接收的流量数据传输至流量转换模块；
所述流量转换模块，连接所述通道切换模块，用于接收所述流量数据，并将所述流量数据进转换为固定帧长数据，并将所述固定帧长数据传送至所述转换缓存模块；
所述转换缓存模块，用于连接后级接口，通过对所述固定帧长数据进行缓存实现前级接口和后级接口的传输速率匹配。
2.根据权利要求1所述的面向固定帧长的数据流量控制装置，其特征在于，所述通道切换模块、所述流量转换模块以及所述转换缓存模块设置有配置模版，所述配置模版，用于提供能够修改的模版参数，以应用于多种需求场景。
3.根据权利要求2所述的面向固定帧长的数据流量控制装置，其特征在于，所述模版参数包括传输帧长、前级接口数量、前级接口位宽、后级接口位宽、切换通道数量、转换缓存容量以及通道有效速率比。
4.根据权利要求1所述的面向固定帧长的数据流量控制装置，其特征在于，所述前级接口的使能或屏蔽能够在装置运行中通过通道切换模块中的配置指令进行实时切换。
5.根据权利要求2所述的面向固定帧长的数据流量控制装置，其特征在于，所述通道切换模块，用于实现所述配置模板中前级接口数量、前级接口位宽的设置。
6.根据权利要求2所述的面向固定帧长的数据流量控制装置，其特征在于，所述流量转换模块，用于实现所述配置模板中的传输帧长、切换通道数量、前级接口位宽、后级接口位宽的设置，能够根据当前输入的前级接口速率与输出的后级接口速率，完成固定帧长数据缓存、复接功能。
7.根据权利要求2所述的面向固定帧长的数据流量控制装置，其特征在于，所述转换缓存模块，用于实现所述配置模板中的转换缓存容量的设置。
8.根据权利要求2所述的面向固定帧长的数据流量控制装置，其特征在于，所述通道有效速率比为后级接口可用的有效带宽与该接口支持的最大带宽的比例。
9.根据权利要求1所述的面向固定帧长的数据流量控制装置，其特征在于，所述流量转换模块包括第一流量转换单元和第二流程转换单元；所述第一流量转换单元和所述第二流程转换单元的输入端均连接所述通道切换模块，输出端连接所述转换缓存模块中不同的转换缓存单元。
10.根据权利要求9所述的面向固定帧长的数据流量控制装置，其特征在于，所述转换缓存模块包括多个转换缓存单元；每一转换缓存单元的输出端连接一后级接口。
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