CN114063915B - 一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理方法及系统 - Google Patents

一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理方法，包括：S1，按预定格式编排延时帧，将延时帧发送给延时数据单元；S2，延时数据管理单元将延时帧存入外部延时存储区，按帧头信息中的颗粒度执行写地址的递增；S3，延时数据单元接收到管理单元发来的回放指令后，按指令中的地址信息将指定数据取出，按颗粒度向后级复接器发出请求信号；S4，延时数据单元获得复接器的响应信号后，传输本次数据颗粒；S5，重复步骤S4，直到本次回放完成。相应地，本发明还公开了一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理系统。本发明能够有效满足深空探测的需求。

Description

一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理方法及系统
技术领域
本发明涉及深空探测领域，特别涉及一种一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理方法及系统。
背景技术
延时遥测数据管理功能是航天器数据管理系统的重要功能，尤其在深空探测中，探测器需要工作在远离地球的轨道上，由于传输距离远、指令延时大、信道传输速率低，在完成数据管理时需要支持探测器计算机对数据的自主管理功能：1)各系统产生的数据需要先进入大容量的缓存，再由管理单元根据任务规划进行回放使用；2)不同的数据类型、不同的任务规划中，需要支持管理单元按不同的数据颗粒访问延时数据：使用大颗粒度访问数据时，地址更新的周期长、地址变化的步长大，但对于外部存储器的访问通常为高效的大突发顺序访问，适合探测科学数据的管理；使用小颗粒度访问数据时，地址更新周期短、地址变化的步长小，通常为随机乱序的访问，通常用于管理探测器的工程数据。综上，现有的延时数据管理功能难以满足深空探测的需求，需要设计新型的延时数据管理方法和系统。
发明内容
针对现有的延时数据管理技术难以满足深空探测的需求，本发明提出了一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理方法及系统。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理方法，包括：
S1，按预定格式编排延时帧，将延时帧发送给延时数据单元；
S2，延时数据管理单元将延时帧存入外部延时存储区，按帧头信息中的颗粒度执行写地址的递增；
S3，延时数据单元接收到管理单元发来的回放指令后，按指令中的地址信息将指定数据取出，按颗粒度向后级复接器发出请求信号；
S4，延时数据单元获得复接器的响应信号后，传输本次数据颗粒；
S5，重复步骤S4，直到本次回放完成。
优选的，在步骤S1中：所述延时帧包括存储分区信息、颗粒度信息；所述存储分区信息指定了本延时帧进入延时存储区后所在的分区基地址；所述颗粒度信息指定了本延时帧数据在延时存储区中进行写入和读取操作时，外界监测、访问的最小数据量单位。
优选的，在步骤S2中：延时数据单元将接收到的延时帧按颗粒度拆分后写入延时存储区，同时对管理单元发送当前的写地址供其监视，写地址递增的步长等于颗粒度。
优选的，在步骤S3中：管理单元根据监视地址的结果，结合自身任务需求向延时数据单元发出回放指令；所述回放指令包括读取起始地址、读取结束地址信息；延时数据单元接收到回放指令后，从延时存储区中读入数据，数据量达到颗粒度时暂停读取，向后级复接器发出请求信号。
优选的，在步骤S4中：延时数据单元接收到复接器返回的响应信号时，将已经读取的数据颗粒发送出去，发送完毕后开始下一颗粒的读取。
一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理系统，包括：
管理单元：监控系统中的其他设备的工作状态，发送指令切换指定设定工作状态；
延时数据单元：接收延时数据，解析延时帧中的颗粒度信息，按指定颗粒度将数据存入存储区；向管理单元反馈当前延时存储区的写地址，接收并解析回放指令，将数据按指定的颗粒度读取出来发送给复接器；
延时存储区：采用系统中配备的存储器件，用于替换所需的存储器件；
复接器：将多个前级设备送入的数据时分复用地转发到后级接口上。
优选的，所述延时数据单元包括：
记录模块：用于解析延时帧中的颗粒度信息，然后将信息随延时帧一起存入延时存储区；
访问模块：用于接收记录模块传入的延时数据，产生外部延时存储区的访问时序，将数据存入响应的存储区；用于接收监控模块传入的回放地址，产生外部延时存储区的访问时序，将数据读取出来，传给回放模块；
监控模块：用于对管理单元反馈当前延时存储区的写地址；接收并解析回放指令，将回放地址信息转发给访问模块；
回放模块：用于在回放开始后，对复接器发出请求信号，接收到复接器返回的响应信号时，将访问模块传入的一个数据颗粒发送出去，并通知访问模块读取下一个数据颗粒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)基于可配置的模板设计，需要修改支持的地址分区、颗粒度时只需要修改参数定义；
(2)支持探测器延时数据管理的多分区、颗粒度、可动态调整颗粒度的功能，可支持探测器管理单元对延时数据的自主任务规划管理；
(3)支持高可靠的反熔丝FPGA实现，提高探测器数据管理的可靠性。
附图说明
图1为本发明的一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理方法的流程图；
图2为本发明的一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理系统的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
如图1所示，一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理方法，包括：
S1，按预定格式编排延时帧，将延时帧发送给延时数据单元；
所述延时帧包括存储分区信息、颗粒度信息；所述存储分区信息指定了本延时帧进入延时存储区后所在的分区基地址；所述颗粒度信息指定了本延时帧数据在延时存储区中进行写入和读取操作时，外界监测、访问的最小数据量单位。
S2，延时数据管理单元将延时帧存入外部延时存储区，按帧头信息中的颗粒度执行写地址的递增；
延时数据单元将接收到的延时帧按颗粒度拆分后写入延时存储区，同时对管理单元发送当前的写地址供其监视，写地址递增的步长等于颗粒度。
S3，延时数据单元接收到管理单元发来的回放指令后，按指令中的地址信息将指定数据取出，按颗粒度向后级复接器发出请求信号；
管理单元根据监视地址的结果，结合自身任务需求向延时数据单元发出回放指令；所述回放指令包括读取起始地址、读取结束地址信息；延时数据单元接收到回放指令后，从延时存储区中读入数据，数据量达到颗粒度时暂停读取，向后级复接器发出请求信号。
S4，延时数据单元获得复接器的响应信号后，传输本次数据颗粒；
延时数据单元接收到复接器返回的响应信号时，将已经读取的数据颗粒发送出去，发送完毕后开始下一颗粒的读取。
S5，重复步骤S4，直到本次回放完成。
本实施例所管理的延时数据包括遥测数据和探测数据等，接口数据的数据格式如表1所示。
表1接口数据的数据格式
本实施例采用的硬件主要包括反熔丝FPGA，可选用ACTEL公司AX2000-1CQ352M芯片；外部存储器件选用3D-plus公司的3DSD4G08VS8613 SDRAM芯片。
本实施例中实现的数据FPGA软件主要完成以下功能：
(1)遥测数据延时管理功能：可接收和管理遥测数据、探测数据两种数据，其中遥测数据记录在0x00000000-0x7FFFFFFF空间内，探测数据记录在0x80000000-0xFFFFFFFF空间内。
(2)多颗粒度访问：遥测数据需要支持2n(4≤n≤8)字节共5种颗粒度的访问；探测数据需要支持2n(n＝8，10)字节2种颗粒度的访问。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1的方法相对应，提出了一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理系统，包括：
管理单元：监控系统中的其他设备的工作状态，发送指令切换指定设定工作状态；
延时数据单元：接收延时数据，解析延时帧中的颗粒度信息，按指定颗粒度将数据存入存储区；向管理单元反馈当前延时存储区的写地址，接收并解析回放指令，将数据按指定的颗粒度读取出来发送给复接器；
延时存储区：采用系统中配备的存储器件，用于替换所需的存储器件；
复接器：将多个前级设备送入的数据时分复用地转发到后级接口上。
进一步地，所述延时数据单元包括：
记录模块：用于解析延时帧中的颗粒度信息，然后将信息随延时帧一起存入延时存储区；
访问模块：用于接收记录模块传入的延时数据，产生外部延时存储区的访问时序，将数据存入响应的存储区；用于接收监控模块传入的回放地址，产生外部延时存储区的访问时序，将数据读取出来，传给回放模块；
监控模块：用于对管理单元反馈当前延时存储区的写地址；接收并解析回放指令，将回放地址信息转发给访问模块；
回放模块：用于在回放开始后，对复接器发出请求信号，接收到复接器返回的响应信号时，将访问模块传入的一个数据颗粒发送出去，并通知访问模块读取下一个数据颗粒。
本实施例的工作过程：
当前延时帧送入延时数据单元时，首先由记录模块解析延时帧中的数据类型和颗粒度值，例如数据类型为“遥测数据”，颗粒度值为8，则将这些信息随延时帧一起送入访问模块；访问模块将延时帧和颗粒度信息按预定格式，产生SDRAM芯片的控制时序，将格式数据存入延时存储区中的遥测数据区，地址随数据颗粒写入而自动递增，递增步长为28字节。在存储过程中，监控模块会对管理单元反馈当前延时存储区的写地址。探测器进入回放弧段后，管理单元对延时数据单元发出遥测数据回放指令，监控模块接收并解析回放指令，将回放地址信息转发给访问模块，同时启动回放模块，开始回放数据。在回放开始后，回放模块对复接器发出请求信号，接收到复接器返回的响应信号时，将访问模块传入的一个28字节数据颗粒发送出去，并通知访问模块读取下一个数据颗粒。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理方法，其特征在于，包括：
S1，按预定格式编排延时帧，将延时帧发送给延时数据单元；
S2，延时数据管理单元将延时帧存入外部延时存储区，按帧头信息中的颗粒度执行写地址的递增；
S3，延时数据单元接收到管理单元发来的回放指令后，按指令中的地址信息将指定数据取出，按颗粒度向后级复接器发出请求信号；
S4，延时数据单元获得复接器的响应信号后，传输本次数据颗粒；
S5，重复步骤S4，直到本次回放完成；
在步骤S1中：所述延时帧包括存储分区信息、颗粒度信息；所述存储分区信息指定了本延时帧进入延时存储区后所在的分区基地址；所述颗粒度信息指定了本延时帧数据在延时存储区中进行写入和读取操作时，外界监测、访问的最小数据量单位；
在步骤S2中：延时数据单元将接收到的延时帧按颗粒度拆分后写入延时存储区，同时对管理单元发送当前的写地址供其监视，写地址递增的步长等于颗粒度；
采用的硬件包括反熔丝FPGA。
2.根据权利要求1所述的一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理方法，其特征在于，在步骤S3中：管理单元根据监视地址的结果，结合自身任务需求向延时数据单元发出回放指令；所述回放指令包括读取起始地址、读取结束地址信息；延时数据单元接收到回放指令后，从延时存储区中读入数据，数据量达到颗粒度时暂停读取，向后级复接器发出请求信号。
3.根据权利要求2所述的一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理方法，其特征在于，在步骤S4中：延时数据单元接收到复接器返回的响应信号时，将已经读取的数据颗粒发送出去，发送完毕后开始下一颗粒的读取。
4.一种用于深空探测的高可靠遥测延时数据管理系统，其特征在于，包括：
管理单元：监控系统中的其他设备的工作状态，发送指令切换指定设定工作状态；
延时数据单元：接收延时数据，解析延时帧中的颗粒度信息，按指定颗粒度将数据存入存储区；向管理单元反馈当前延时存储区的写地址，接收并解析回放指令，将数据按指定的颗粒度读取出来发送给复接器；
延时存储区：采用系统中配备的存储器件，用于替换所需的存储器件；
复接器：将多个前级设备送入的数据时分复用地转发到后级接口上；
所述延时数据单元包括：
记录模块：用于解析延时帧中的颗粒度信息，然后将信息随延时帧一起存入延时存储区；
访问模块：用于接收记录模块传入的延时数据，产生外部延时存储区的访问时序，将数据存入响应的存储区；用于接收监控模块传入的回放地址，产生外部延时存储区的访问时序，将数据读取出来，传给回放模块；
监控模块：用于对管理单元反馈当前延时存储区的写地址；接收并解析回放指令，将回放地址信息转发给访问模块；
回放模块：用于在回放开始后，对复接器发出请求信号，接收到复接器返回的响应信号时，将访问模块传入的一个数据颗粒发送出去，并通知访问模块读取下一个数据颗粒；
采用的硬件包括反熔丝FPGA。
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