CN116582234A - 一种基于相控阵系统数据同步方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于相控阵系统数据同步方法，涉及数据同步技术领域，该基于相控阵系统数据同步方法包括以下步骤：对数字相控阵系统进行系统的确定、系统时钟同步、系统采集同步、DDC模块同步以及系统数据传输同步。该基于相控阵系统数据同步方法，方便问题排查，无论在设计还是实际使用中，若出现问题按照模块化进行逐步排查即可很快找到问题，能够有效的提高系统数据同步的效率，能够优化相关系统的数据处理效率；同时采用模块化设置能够降低设备成本，提升设备维护的便捷性，根据系统的复杂程度对相应模块进行删减，对于比较简单的系统去掉中间的某一步同步功能也不会影响整体同步功能。
Description
技术领域
本发明涉及数据同步技术领域，具体为一种基于相控阵系统数据同步方法。
背景技术
随着相控阵系统在军民用电子系统中得到越来越多的应用，相控阵技术本身也不断向前发展。数字相控阵系统采用数字方式形成波束，和模拟相控阵相比，具有动态范围大，波束精度高，易于形成同时多波束等诸多优点，但同时也是由于波束在数字域形成，其每个天线后方的收发通道除了包含模拟相控阵中的收发组件部分外，还需要多次变频通道以及AD，DA等模/数混合器件，收发通道复杂度高，元器件数目大大上升。
在现有技术中，随着数字相控阵领域的发展，一个数字相控阵系统中包含的通道数量少则几十个多则上万个，针对如此多的通道，在方案设计时考虑到成本与维护的便捷性，一般会进行模块化设计，但是对于复杂系统中尤其是信号采样率高，带宽较大，数据量多的且多模块之间通信，如何保证各模块数据的同步是相控阵系统的核心与难点；鉴于此，我们提出了一种基于相控阵系统数据同步方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于相控阵系统数据同步方法，解决了对于复杂系统中尤其是信号采样率高，带宽较大，数据量多的且多模块之间通信，各模块数据同步难的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于相控阵系统数据同步方法，包括以下步骤：
步骤S1、对数字相控阵系统进行系统的确定，数字相控阵系统均包含时钟同步、采集同步、DDC同步以及数据传输同步，所有的同步需要一个同步主控制系统；
步骤S2、系统时钟同步，同步主控制系统先拉高CLK_SYNC_FLAG，然后再产生SYNC，产生同步时钟信号CLK_SYNC；
步骤S3、系统采集同步，同步主控制系统先拉高SAMPLE_SYNC_FLAG然后产生SYNC，产生同步时钟信号SAMPLE_SYNC；
步骤S4、DDC模块同步，DDC模块同步的过程中，同步主控制系统先拉高DDC_SYNC_FLAG然后产生SYNC，产生同步时钟信号DDC_SYNC；
步骤S5、系统数据传输同步，数据传输模块是将前面几步同步处理后的数据发送给后端进行相应的数据处理，只有前面每一步处理都是同步才能使传输的数据比较可靠，在数据传输时候需要一个同步SYNC触发所有的传输模块进行同时数据的发送。
可选的，所述步骤S2进一步的包括：时钟方案采用带有SYNC功能的锁相环芯片，通过拉芯片的SYNC可实现所有时钟同步。
可选的，所述步骤S3进一步的包括：所述数字相控阵系统根据同步时钟信号SAMPLE_SYNC信号进行同步采集。
可选的，所述步骤S4进一步的包括：DDC同步可以在ADC芯片内部做处理也可以在FPGA内部做相应处理。
可选的，所述步骤S4包括：
若在ADC芯片内部做处理，则需要根据此触发信号对ADC芯片的同步功能进行同步配置；
若在FPGA内部做相应处理，则DDC模块需要根据此同步信号进行同步复位。
可选的，所述数字相控阵系统中不同系统之间通过光纤传输进行数据传输。
可选的，所述同步主控制系统根据不同的同步命令再产生一个同步标志位，通过先拉高同步标志位，然后再产生SYNC，产生对应的同步信号；分系统即使收到SYNC信号而未收到相应同步标志也不会误触发。
本发明提供了一种基于相控阵系统数据同步方法。具备以下有益效果：
1、该基于相控阵系统数据同步方法，方便问题排查，无论在设计还是实际使用中，若出现问题按照模块化进行逐步排查即可很快找到问题，能够有效的提高系统数据同步的效率，能够优化相关系统的数据处理效率；同时采用模块化设置能够降低设备成本，提升设备维护的便捷性。
2、该基于相控阵系统数据同步方法，可根据系统的复杂程度对相应模块进行删减，对于比较简单的系统去掉中间的某一步同步功能也不会影响整体同步功能。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图；
图2为本发明系统的信号的时序结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图2，本发明提供一种技术方案：一种基于相控阵系统数据同步方法，包括以下步骤：
S1、对数字相控阵系统进行系统的确定，数字相控阵系统均包含时钟同步、采集同步、DDC同步以及数据传输同步，而所有的同步需要一个同步主控制系统，所有的同步指令均通过同步主控制系统发送，并保证到所有控制信号同时到达分系统；
S2、系统时钟同步，同步主控制系统先拉高CLK_SYNC_FLAG，然后再产生SYNC，这样即可产生同步时钟信号CLK_SYNC，时钟方案采用带有SYNC功能的锁相环芯片，通过拉芯片的SYNC功能即可实现所有时钟同步，时钟是相控阵系统工作的核心，系统中所有模块的时钟均来自时钟模块，只有保证所有系统时钟同步才能保证整个系统整体工作正常；
S3、系统采集同步，系统采集同步，同步主控制系统先拉高SAMPLE_SYNC_FLAG然后产生SYNC，这样即可产生同步时钟信号SAMPLE_SYNC，系统根据此信号进行同步采集，相控阵系统中采集通道较多，只有保证各个采集系统中的相位一致才能在波束合成中合成增益最大，因此需要保证整个系统中所有的采集系统采集的数据是同步的；
S4、DDC模块同步，DDC模块同步的过程中，同步主控制系统先拉高DDC_SYNC_FLAG然后产生SYNC，这样即可产生同步时钟信号DDC_SYNC，DDC同步可以在ADC芯片内部做处理也可以在FPGA内部做相应处理，若在ADC芯片内部做处理，则需要根据此触发信号对ADC芯片的同步功能进行同步配置，若在FPGA内部做相应处理，则DDC模块需要根据此同步信号进行同步复位，对于数字相控阵中一般采集的数据需要做下变频，而DDC同步也是整个系统同步中很重要的一步；
S5、系统数据传输同步，数据传输模块是将前面几步同步处理后的数据发送给后端进行相应的数据处理，只有前面每一步处理都是同步才能使传输的数据比较可靠。由于相控阵系统通道较多，数据量较大一般都会采用光纤传输，因此在数据传输时候需要一个同步SYNC触发所有的传输模块进行同时数据的发送，由于相控阵系统中不同系统之间通过光纤传输进行数据传输，传输速率较快，需要进行同步传输保证各分系统的数据同步。
为了减少设计的复杂性，提高系统的稳定性，所有的系统同步信号均通过同步主控制系统的一个SYNC信号去触发，另外同步主控制系统根据不同的同步命令再产生一个同步标志位，通过先拉高同步标志位，然后再产生SYNC，这样即可产生对应的同步信号，这样分系统即使收到SYNC信号而未收到相应同步标志也不会误触发。
该基于相控阵系统数据同步方法，方便问题排查，无论在设计还是实际使用中，若出现问题按照模块化进行逐步排查即可很快找到问题，能够有效的提高系统数据同步的效率，能够优化相关系统的数据处理效率；同时采用模块化设置能够降低设备成本，提升设备维护的便捷性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于相控阵系统数据同步方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1、对数字相控阵系统进行系统的确定，数字相控阵系统均包含时钟同步、采集同步、DDC同步以及数据传输同步，所有的同步需要一个同步主控制系统；
步骤S2、系统时钟同步，同步主控制系统先拉高CLK_SYNC_FLAG，然后再产生SYNC，产生同步时钟信号CLK_SYNC；
步骤S3、系统采集同步，同步主控制系统先拉高SAMPLE_SYNC_FLAG然后产生SYNC，产生同步时钟信号SAMPLE_SYNC；
步骤S4、DDC模块同步，DDC模块同步的过程中，同步主控制系统先拉高DDC_SYNC_FLAG然后产生SYNC，产生同步时钟信号DDC_SYNC；
步骤S5、系统数据传输同步，数据传输模块是将前面几步同步处理后的数据发送给后端进行相应的数据处理，只有前面每一步处理都是同步才能使传输的数据比较可靠，在数据传输时候需要一个同步SYNC触发所有的传输模块进行同时数据的发送。
2.根据权利要求1所述的一种基于相控阵系统数据同步方法，其特征在于：所述步骤S2进一步的包括：时钟方案采用带有SYNC功能的锁相环芯片，通过拉芯片的SYNC可实现所有时钟同步。
3.根据权利要求1所述的一种基于相控阵系统数据同步方法，其特征在于：所述步骤S3进一步的包括：所述数字相控阵系统根据同步时钟信号SAMPLE_SYNC信号进行同步采集。
4.根据权利要求1所述的一种基于相控阵系统数据同步方法，其特征在于：所述步骤S4进一步的包括：DDC同步可以在ADC芯片内部做处理也可以在FPGA内部做相应处理。
5.根据权利要求4所述的一种基于相控阵系统数据同步方法，其特征在于：所述步骤S4包括：
若在ADC芯片内部做处理，则需要根据此触发信号对ADC芯片的同步功能进行同步配置；
若在FPGA内部做相应处理，则DDC模块需要根据此同步信号进行同步复位。
6.根据权利要求1所述的一种基于相控阵系统数据同步方法，其特征在于：所述数字相控阵系统中不同系统之间通过光纤传输进行数据传输。
7.根据权利要求1所述的一种基于相控阵系统数据同步方法，其特征在于：所述同步主控制系统根据不同的同步命令再产生一个同步标志位，通过先拉高同步标志位，然后再产生SYNC，产生对应的同步信号；分系统即使收到SYNC信号而未收到相应同步标志也不会误触发。
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|---|---|---|---|---|
| CN117690359A (zh) * | 2024-01-31 | 2024-03-12 | 武汉精一微仪器有限公司 | 一种数据同步装置和方法 |
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