本文關(guān)鍵詞：星載數(shù)據(jù)路由復(fù)接與存儲(chǔ)技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 路由 復(fù)接 固態(tài)存儲(chǔ) CCSDS FPGA

【摘要】：隨著航天技術(shù)的不斷進(jìn)步,空間任務(wù)日漸增長的有效載荷數(shù)據(jù)傳輸、處理需求,對(duì)載荷數(shù)據(jù)處理單元的性能提出了更高要求。本文以某天文觀測(cè)衛(wèi)星應(yīng)用為背景,開展對(duì)星載數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、高速多路數(shù)據(jù)復(fù)接下行和大容量固態(tài)存儲(chǔ)等載荷數(shù)據(jù)處理單元關(guān)鍵技術(shù)的研究,以及基于可編程門陣列(FPGA)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。為了滿足星上多種不同速率與特點(diǎn)的數(shù)據(jù)的傳輸需求,本文采用了Space Wire、CAN、TLK2711、UART等多種標(biāo)準(zhǔn)接口與總線技術(shù)構(gòu)建星載通信子網(wǎng),設(shè)計(jì)了基于CCSDS空間包協(xié)議的數(shù)據(jù)路由模塊,以連接各異構(gòu)子網(wǎng),為運(yùn)行于子網(wǎng)終端設(shè)備上的應(yīng)用程序提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。為連接星載子網(wǎng)與空間鏈路,實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星到地面多路復(fù)用方式的數(shù)據(jù)傳輸,設(shè)計(jì)了基于CCSDS AOS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的下行網(wǎng)關(guān)模塊。通過支持多種服務(wù)和優(yōu)化虛擬信道調(diào)度策略,該模塊能夠靈活地復(fù)接多種不同類型的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)較高的下行信道利用率。對(duì)于無法實(shí)時(shí)下傳的數(shù)據(jù),需要暫時(shí)存入星上的大容量存儲(chǔ)設(shè)備。本文設(shè)計(jì)了基于微控制器和FPGA的NAND Flash操作管理方案,能夠靈活地進(jìn)行數(shù)據(jù)讀、寫、擦除操作,實(shí)現(xiàn)了完善的壞塊管理策略,通過數(shù)據(jù)線并行拓展、設(shè)置獨(dú)立的存儲(chǔ)分區(qū)、雙平面操作等方式,有效提高存儲(chǔ)器的吞吐率。本文采用標(biāo)準(zhǔn)總線技術(shù)和CCSDS建議,以標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化為原則,設(shè)計(jì)了星上載荷數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)和下行的綜合解決方案。測(cè)試與聯(lián)調(diào)結(jié)果表明,設(shè)計(jì)結(jié)果實(shí)現(xiàn)了預(yù)定功能,滿足技術(shù)指標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：路由 復(fù)接 固態(tài)存儲(chǔ) CCSDS FPGA
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V443;TN919
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景、來源及研究意義10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 星載數(shù)據(jù)總線技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 高速多路數(shù)據(jù)復(fù)接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 星載固態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.4 星上載荷數(shù)據(jù)處理單元架構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)16-18
• 第2章 載荷數(shù)據(jù)管理單元總體設(shè)計(jì)18-24
• 2.1 載荷數(shù)據(jù)管理單元硬件架構(gòu)18-19
• 2.2 空間數(shù)據(jù)通信協(xié)議架構(gòu)19-20
• 2.3 FPGA軟件功能20-23
• 2.3.1 數(shù)據(jù)路由復(fù)接模塊FPGA軟件功能21-22
• 2.3.2 固態(tài)存儲(chǔ)模塊FPGA軟件功能22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 星載子網(wǎng)研究設(shè)計(jì)24-39
• 3.1 Space Wire網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)24-30
• 3.1.1 Space Wire協(xié)議簡介24-25
• 3.1.2 確定性和實(shí)時(shí)性傳輸25-26
• 3.1.3 RMAP可靠傳輸協(xié)議26-27
• 3.1.4 路由器芯片AT7910E27-28
• 3.1.5 Space Wire接口控制模塊FPGA軟件設(shè)計(jì)28-30
• 3.2 CAN總線接口模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)30-33
• 3.2.1 CAN總線協(xié)議簡介30
• 3.2.2 CAN接口控制模塊FPGA軟件設(shè)計(jì)30-32
• 3.2.3 CAN數(shù)據(jù)幀解析模塊FPGA軟件設(shè)計(jì)32-33
• 3.3 TLK2711接口模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)33-34
• 3.3.1 TLK2711簡介33-34
• 3.3.2 TLK2711接口控制模塊FPGA軟件設(shè)計(jì)34
• 3.4 異步/同步串口模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)34-35
• 3.5 子網(wǎng)互聯(lián)與數(shù)據(jù)路由35-38
• 3.5.1 CCSDS空間包協(xié)議35-36
• 3.5.2 交換矩陣設(shè)計(jì)36-38
• 3.6 本章小節(jié)38-39
• 第4章 CCSDS下行網(wǎng)關(guān)研究設(shè)計(jì)39-48
• 4.1 空間數(shù)據(jù)鏈路層功能及協(xié)議39-40
• 4.2 CCSDS AOS空間鏈路協(xié)議40-44
• 4.2.1 協(xié)議數(shù)據(jù)單元40-41
• 4.2.2 服務(wù)類型與協(xié)議實(shí)體41-44
• 4.2.3 協(xié)議操作步驟44
• 4.3 CCSDS下行網(wǎng)關(guān)FPGA軟件設(shè)計(jì)44-47
• 4.3.1 虛擬信道調(diào)度策略44-46
• 4.3.2 服務(wù)訪問點(diǎn)接口設(shè)計(jì)46
• 4.3.3 傳輸幀生成46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 星載大容量固態(tài)存儲(chǔ)器研究設(shè)計(jì)48-58
• 5.1 NAND Flash操作管理關(guān)鍵技術(shù)48-49
• 5.2 芯片選型及介紹49-51
• 5.3 固態(tài)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)51-57
• 5.3.1 微控制器功能51-52
• 5.3.2 數(shù)據(jù)接口與緩沖區(qū)設(shè)計(jì)52-53
• 5.3.3 壞塊管理策略53-54
• 5.3.4 雙平面操作54-55
• 5.3.5 Flash控制器55-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 第6章 系統(tǒng)測(cè)試與聯(lián)調(diào)58-64
• 6.1 星上通信接口與路由模塊測(cè)試59-61
• 6.2 多路數(shù)據(jù)復(fù)接模塊測(cè)試61-62
• 6.3 大容量固態(tài)存儲(chǔ)模塊測(cè)試62
• 6.4 綜合測(cè)試方案62-63
• 6.5 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 附錄70-73
• 致謝73

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 孫緒潔;梁嵐珍;;基于TLSvrRDK.dll技術(shù)的電廠燃煤數(shù)據(jù)OPC服務(wù)器研究[J];化工自動(dòng)化及儀表;2011年12期

2 于雅麗;謝強(qiáng);丁秋林;;Web環(huán)境下基于對(duì)象池和數(shù)據(jù)緩存技術(shù)的OLAP系統(tǒng)[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2006年06期

3 ;數(shù)據(jù)集中和功能內(nèi)置的MES方案[J];現(xiàn)代制造;2007年33期

4 任偉;張彥軍;白先民;;基于LVDS的高速數(shù)據(jù)傳輸裝置的設(shè)計(jì)[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2012年29期

5 祖向榮,徐燕;邏輯集群與數(shù)據(jù)緩存在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用[J];華北電力大學(xué)學(xué)報(bào);2002年02期

6 周旺基;;基于Hibernate的數(shù)據(jù)緩存的優(yōu)化技術(shù)[J];鹽城工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年03期

7 田相齋;;多網(wǎng)卡接收錄井儀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的研究及其實(shí)現(xiàn)[J];科技視界;2012年07期

8 楊旭;;RESTful數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)應(yīng)用研究[J];科技創(chuàng)業(yè)家;2013年05期

9 ;[J];;年期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 石磊;陳曉敏;朱巖;李昆;;基于SDRAM的高速數(shù)據(jù)緩存的FPGA控制實(shí)現(xiàn)[A];第二十三屆全國空間探測(cè)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2010年

2 孫凌;高西奇;;FUTURE系統(tǒng)中MT側(cè)RLC層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2006北京地區(qū)高校研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)——通信與信息技術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2006年

3 蔡海興;符影杰;;基于Windows CE串行通信實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)抄表[A];全國自動(dòng)化新技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議論文集（一）[C];2005年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 王志強(qiáng);銀行應(yīng)用系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換[N];計(jì)算機(jī)世界;2005年

2 陳代壽;網(wǎng)管不言愁[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2000年

3 本報(bào)記者 諶力;整合 從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理開始[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2004年

4 易成;平安在上海深圳設(shè)立數(shù)據(jù)中心[N];中國保險(xiǎn)報(bào);2004年

5 ;數(shù)據(jù)庫的動(dòng)態(tài)性能調(diào)優(yōu)[N];計(jì)算機(jī)世界;2002年

6 子言 王春秋 本報(bào)記者 姚睿;智能手機(jī)“芯”情報(bào)告[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 殷君茹;分布式并行環(huán)境下林地落界數(shù)據(jù)快速統(tǒng)計(jì)技術(shù)研究[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2015年

2 韓晶;大數(shù)據(jù)服務(wù)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

3 苗艷超;數(shù)字視頻服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（計(jì)算技術(shù)研究所）;2004年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 譚云;數(shù)據(jù)命名網(wǎng)絡(luò)上的一種存儲(chǔ)高效可并行的數(shù)據(jù)名查找方案[D];暨南大學(xué);2015年

2 劉汀枝;基于Coherence的債券數(shù)據(jù)緩存服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

3 周學(xué)安;基于IEEE1394b數(shù)據(jù)光傳輸模塊研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 覃馨;基于最終一致性的數(shù)據(jù)緩存策略研究與設(shè)計(jì)[D];大連海事大學(xué);2015年

5 周瓊;基于大數(shù)據(jù)的新聞管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

6 趙亞芳;高速可定時(shí)數(shù)據(jù)合成模塊設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2014年

7 任亮;油氣田鉆采數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究及實(shí)現(xiàn)[D];中國科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院);2015年

8 趙振東;定向互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)數(shù)據(jù)爬蟲及應(yīng)用服務(wù)接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];南京大學(xué);2014年

9 楊光陽;基于FPGA的硬件千兆網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2015年

10 張彥怡;房地局統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：745807