CN117666918A - 一种基于自动握手识别算法的多板卡互联通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于自动握手识别算法的多板卡互联通信系统，包括：信号处理机：用于将多条不同的指令拼成一条群发指令，根据规则向AD采集板下发所述群发指令；AD采集板：用于通过各自唯一的板卡识别码识别对应的指令数据，并回传处理结果；光纤模块：包括光纤硬件链路以及三分光纤转接器，用于实现所述信号处理机和所述AD采集板之间的数据传输。通过以上技术方案，采用FPGA编程实现信号处理机与多AD采集板之间的自动握手识别算法；由信号处理机将十条不同的指令拼成一条指令，同时群发到每块AD采集板；每块AD采集板通过各自唯一的板卡识别码识别对应的指令数据，实现多板卡同时响应不同的指令。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体为一种基于自动握手识别算法的多板卡互联通信系统。
背景技术
随着大型相控阵雷达的发展和上千阵元雷达的出现，在雷达信号处理中数字接收单元的AD采集板数量不断增加，板卡结构相同且使用相同的FPGA软件。雷达处理过程中，由信号处理机向各AD采集板发送指令和接收数据，由于阵元分布不同，发送到每块AD采集板的指令数据均不一致。由于每块采集板软件相同，如果同时发送，则无法区分或者单独控制任意一块采集板。传统的处理方式是，信号处理机会通过不同的光纤链路来区分每块板卡，依次向每块AD采集板发送不同的指令数据，以实现整体的响应。假设信号处理机发完一条AD采集板指令耗时0.2us，如果有十块AD采集板，则执行完一条系统指令需要发送十条AD采集板指令，耗时2us。
对于依次发送指令给每块板的方式，如果板卡数量较多，则会导致系统执行指令时间延长；而且无法实现多板卡同时响应，也无法区分或者单独控制任意一块采集板，影响雷达系统整体性能。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明公开了一种基于自动握手识别算法的多板卡互联通信系统，包括：
信号处理机：用于将多条不同的指令拼成一条群发指令，根据规则向AD采集板下发所述群发指令；
AD采集板：用于通过各自唯一的板卡识别码识别对应的指令数据，并回传处理结果；
光纤模块：包括光纤硬件链路以及三分光纤转接器，用于实现所述信号处理机和所述AD采集板之间的数据传输；
所述群发指令和回传处理结果包括空闲码和指令数据帧，所述空闲码包括：K码标识、D码标识；
所述AD采集板连续接收到规定数量的空闲码D码时，判断空闲码D码均一致且误码标志信号始终为低，截取空闲码D码高4位作为AD采集板自身唯一识别码；各AD采集板通过自身唯一识别码识别指令和向信号处理机回传数据。
所述AD采集板包括接收端GTX IP核，所述接收端GTX IP核定时输出误码标志信号；所述误码标志信号连续0.2ms为低时，与信号处理机建立通信链路，将AD采集板光纤正常标志置1；
所述AD采集板光纤正常标志为1且K码为4′b0000时，接收信号处理机发送的群发指令数据输入FIFO；
所述AD采集板检测到所述群发指令中目标识别码与自身唯一识别码一致时，读取对应板卡数据并响应所述群发指令；所述群发指令中目标识别码为全零时，表示所有AD采集板同时响应所述群发指令。
所述接收端GTX IP提供的接口信号gt_rxnotintable和gt_rxdisperr，用于所述误码标志信号检测；
所述接口信号gt_rxnotintable或gt_rxdisperr为1时表示数据异常，都为0时表示数据正常。
所述光纤硬件链路包括：10路通向AD采集板的光纤和3路通向信号处理器的光纤；
所述通向信号处理器的光纤包括：下发指令光纤和2路接收指令应答及数据光纤。
所述K码标识采用4bit的2进制，所述D码标识采用32bit的16进制；
所述D码标识的[31：28]，表示AD采集板识别码。
所述群发指令中的指令数据帧的结构包括：帧头、帧列序号、数据长度、目标识别码、工作模式指令、波形参数、阵元控制指令、阵元控制参数、板卡校准系数、板卡权重系数、累加和校验；
其中，所述卡校准系数、板卡权重系数与AD采集板对应。
所述回传处理结果的指令数据帧的结构与所述群发指令中的指令数据帧的结构对应，包括：帧头、回传类型、数据长度、识别码、工作状态、波形参数、阵元控制指令、阵元控制参数、板卡温度值、板卡回传数据、累加和校验；
其中，所述卡校准系数、板卡权重系数与AD采集板对应；
所述AD采集板回传数据写入所述回传处理结果的指令数据帧中的位置，与各AD采集板自身对应，在一个AD采集板回传的指令数据帧中，其他AD采集板对应的板卡回传数据位置为空。
信号接收机接收多个AD采集板所述回传处理结果，根据AD采集板识别码识别对应位置的板卡回传数据，拼接成一条完整回传处理结果的指令数据帧。
本发明的技术关键点在于：
1、基于FPGA编程的自动握手识别算法设计，多板卡的空闲码设置，唯一板卡识别码截取，每块板依据自身唯一识别码识别响应指令，能区分或者单独控制任意一块采集板；
2、多条指令拼接成一条下发，增加识别区域与识别码对应；
3、指令发送方式由依次发送改为同时群发，减少系统响应时间。
本发明的有益效果在于，通过FPGA编程设计自动握手识别算法，采用同时群发方式向每块AD采集板发送指令，减少系统响应时间，也可以区分或单独控制任意采集板，实现系统的整体响应，以减少雷达信号处理时延、提升雷达系统整体性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的多板卡互联通信结构框图；
图2为本发明实施例提供的AD采集板自动截取识别码流程图；
图3为本发明实施例提供的自动握手接收数据流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明，本发明提供了一种基于自动握手识别算法的多板卡互联通信系统，如图1所示，包括：
信号处理机：用于将多条不同的指令拼成一条群发指令，根据规则向AD采集板下发所述群发指令；
AD采集板：用于通过各自唯一的板卡识别码识别对应的指令数据，并回传处理结果；
光纤模块：包括光纤硬件链路以及三分光纤转接器，用于实现所述信号处理机和所述AD采集板之间的数据传输；光纤硬件链路包括：10路通向AD采集板的光纤和3路通向信号处理器的光纤；通向信号处理器的光纤包括：下发指令光纤和2路接收指令应答及数据光纤。
通信过程中，将AD采集板向信号处理机传输方向定义为回传方向，信号处理机向AD采集板传输方向定义为下发方向。
群发指令和回传处理结果包括空闲码和指令数据帧，空闲码包括：K码标识、D码标识；K码标识采用4bit的2进制，D码标识采用32bit的16进制；其中，D码标识的[31：28]，表示AD采集板识别码。
AD采集板与信号处理机空闲码元的具体定义见表1：
表1 AD采集板与信号处理机空闲码元定义
AD采集板连续接收到规定数量的空闲码D码时，判断空闲码D码均一致且误码标志信号始终为低，截取空闲码D码高4位作为AD采集板自身唯一识别码，截取流程见图2，各AD采集板通过自身唯一识别码识别指令和向信号处理机回传数据。
所述AD采集板包括接收端GTX IP核，所述接收端GTX IP核定时输出误码标志信号；所述误码标志信号连续0.2ms为低时，与信号处理机建立通信链路，将AD采集板光纤正常标志置1；
接收端GTX IP提供的接口信号gt_rxnotintable和gt_rxdisperr，用于误码标志信号检测；接口信号gt_rxnotintable或gt_rxdisperr为1时表示数据异常，都为0时表示数据正常。
AD采集板光纤正常标志为1且K码为4′b0000时，接收信号处理机发送的群发指令数据输入FIFO，具体自动握手AD采集板接收数据流程如图3所示；
AD采集板检测到所述群发指令中目标识别码与自身唯一识别码一致时，读取对应板卡数据并响应所述群发指令；所述群发指令中目标识别码为全零，表示所有AD采集板同时响应所述群发指令。
信号处理机群发指令中的指令数据帧的结构包括：帧头、帧列序号、数据长度、目标识别码、工作模式指令、波形参数、阵元控制指令、阵元控制参数、板卡校准系数、板卡权重系数、累加和校验；其中，卡校准系数、板卡权重系数与AD采集板对应。
AD采集板回传处理结果的指令数据帧的结构与所述群发指令中的指令数据帧的结构对应，包括：帧头、回传类型、数据长度、识别码、工作状态、波形参数、阵元控制指令、阵元控制参数、板卡温度值、板卡回传数据、累加和校验；其中，卡校准系数、板卡权重系数与AD采集板对应。
AD采集板与信号处理机传输指令数据帧格式见表2：
表2 AD采集板与信号处理机传输指令数据帧格式
AD采集板回传数据写入所述回传处理结果的指令数据帧中的位置，与各AD采集板自身对应，在一个AD采集板回传的指令数据帧中，其他AD采集板对应的板卡回传数据位置为空。
信号接收机接收多个AD采集板的回传处理结果，根据AD采集板识别码识别对应位置的板卡回传数据，拼接成一条完整回传处理结果的指令数据帧，以便后续数据处理。
通过FPGA编程实现信号处理机与多AD采集板之间的自动握手识别算法，由信号处理机将多条不同的指令拼成一条指令，同时群发到每块AD采集板，每块AD采集板通过各自唯一的板卡识别码识别对应的指令数据，便可以实现多板卡同时响应不同的指令，减少系统响应时间，以减少雷达信号处理时延、提升雷达系统整体性能。
Claims (8)
1.一种基于自动握手识别算法的多板卡互联通信系统，其特征在于，包括：
信号处理机：用于将多条不同的指令拼成一条群发指令，根据规则向AD采集板下发所述群发指令；
AD采集板：用于通过各自唯一的板卡识别码识别对应的指令数据，并回传处理结果；
光纤模块：包括光纤硬件链路以及三分光纤转接器，用于实现所述信号处理机和所述AD采集板之间的数据传输；
所述群发指令和回传处理结果包括空闲码和指令数据帧，所述空闲码包括：K码标识、D码标识；
所述AD采集板连续接收到规定数量的空闲码D码时，判断空闲码D码均一致且误码标志信号始终为低时，截取空闲码D码高4位作为AD采集板自身唯一识别码；各AD采集板通过自身唯一识别码识别指令和向信号处理机回传数据。
2.根据权利要求1所述基于自动握手识别算法的多板卡互联通信系统，其特征在于：
所述AD采集板包括接收端GTX IP核，所述接收端GTX IP核定时输出误码标志信号；所述误码标志信号连续0.2ms为低时，与信号处理机建立通信链路，将AD采集板光纤正常标志置1；
所述AD采集板光纤正常标志为1且K码为4′b0000时，接收信号处理机发送的群发指令数据输入FIFO；
所述AD采集板检测到所述群发指令中目标识别码与自身唯一识别码一致时，读取对应板卡数据并响应所述群发指令；
所述群发指令中目标识别码为全零时，表示所有AD采集板同时响应所述群发指令。
3.根据权利要求2所述基于自动握手识别算法的多板卡互联通信系统，其特征在于，所述接收端GTX IP提供的接口信号gt_rxnotintable和gt_rxdisperr，用于所述误码标志信号检测；
所述接口信号gt_rxnotintable或gt_rxdisperr为1时表示数据异常，都为0时表示数据正常。
4.根据权利要求1所述基于自动握手识别算法的多板卡互联通信系统，其特征在于，所述光纤硬件链路包括：10路通向AD采集板的光纤和3路通向信号处理器的光纤；
所述通向信号处理器的光纤包括：下发指令光纤和2路接收指令应答及数据光纤。
5.根据权利要求1所述基于自动握手识别算法的多板卡互联通信系统，其特征在于，所述K码标识采用4bit的2进制，所述D码标识采用32bit的16进制；
所述D码标识的[31：28]，表示AD采集板识别码。
6.根据权利要求1所述基于自动握手识别算法的多板卡互联通信系统，其特征在于，所述群发指令中的指令数据帧的结构包括：帧头、帧列序号、数据长度、目标识别码、工作模式指令、波形参数、阵元控制指令、阵元控制参数、板卡校准系数、板卡权重系数、累加和校验；
其中，所述卡校准系数、板卡权重系数与AD采集板对应。
7.根据权利要求1所述基于自动握手识别算法的多板卡互联通信系统，其特征在于，所述回传处理结果的指令数据帧的结构与所述群发指令中的指令数据帧的结构对应，包括：帧头、回传类型、数据长度、识别码、工作状态、波形参数、阵元控制指令、阵元控制参数、板卡温度值、板卡回传数据、累加和校验；
其中，所述卡校准系数、板卡权重系数与AD采集板对应；
所述AD采集板回传数据写入所述回传处理结果的指令数据帧中的位置，与各AD采集板自身对应，在一个AD采集板回传的指令数据帧中，其他AD采集板对应的板卡回传数据位置为空。
8.根据权利要求7所述基于自动握手识别算法的多板卡互联通信系统，其特征在于，信号接收机接收多个AD采集板所述回传处理结果，根据AD采集板识别码识别对应位置的板卡回传数据，拼接成一条完整回传处理结果的指令数据帧。
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