一種基于fpga的動態(tài)虛擬信道調(diào)度器及其調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于FPGA的動態(tài)虛擬信道調(diào)度器及其調(diào)度方法，屬于高級在軌系統(tǒng)（AOS：Advanced?Orbiting?System）【技術領域】，應用于載人飛行器、衛(wèi)星與導彈等有高可靠性要求的數(shù)據(jù)處理與傳輸領域。硬件系統(tǒng)由虛擬信道輸入接口、調(diào)度控制器、數(shù)據(jù)輸出接口模塊、程序存儲器、指令注入模塊、遙測返回接口模塊、晶體振蕩器和電源控制部分組成。本發(fā)明解決了在航天器在軌飛行期間動態(tài)改變數(shù)據(jù)鏈路虛擬信道調(diào)度策略和輸出速率，以及在優(yōu)先級切換時保證數(shù)據(jù)輸出連續(xù)性等問題。本發(fā)明通過虛擬信道調(diào)度技術將AOS虛擬信道調(diào)度效率提高到了98%以上，支持32種優(yōu)先級和3種速率模式在軌切換。
【專利說明】—種基于FPGA的動態(tài)虛擬信道調(diào)度器及其調(diào)度方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高級在軌系統(tǒng)(AOS:Advanced Orbiting System)【技術領域】,具體涉及一種基于FPGA可重置優(yōu)先級與傳輸速率的虛擬信道調(diào)度器的制造方法。
【背景技術】
[0002]AOS將空間飛行器上各種應用數(shù)據(jù)按照CCSDS標準進行處理，其調(diào)度部分設計基于時分復用原理，按固定優(yōu)先級固定速率對各個虛擬信道數(shù)據(jù)進行復接，一旦設計完成，在軌飛行期間優(yōu)先級和速率無法更改。但隨著交會對接和空間組網(wǎng)等新任務的出現(xiàn)，飛行器上的數(shù)據(jù)也朝多樣化發(fā)展，包括的對地觀測、空間實驗、大容量存儲、圖像、話音、電子郵件、飛行器內(nèi)環(huán)境監(jiān)測、系統(tǒng)平臺管理與航天員健康數(shù)據(jù)等，以及未來的3D視頻、高清視頻、電子郵件與空間Internet數(shù)據(jù)等,使得接入AOS的數(shù)據(jù)速率從幾Kbps到幾百Mbps不等，時延要求也不相同，但基于復接體制的數(shù)據(jù)調(diào)度系統(tǒng)無法支撐上述多類型及可控時延的傳輸需求；此外，隨著我國中繼衛(wèi)星的迅速發(fā)展，建立全球測控和數(shù)傳已經(jīng)成為一種必然趨勢，越來越多的空間數(shù)據(jù)將通過中繼衛(wèi)星轉發(fā)給國內(nèi)接收站，但中繼衛(wèi)星越來越高的速率使得固定速率的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)無法與中繼衛(wèi)星建立通信鏈路。因此，需要研究一種有效的空間數(shù)據(jù)調(diào)度系統(tǒng)，支持虛擬信道數(shù)據(jù)調(diào)度優(yōu)先級與傳輸速率在軌切換，以達到對數(shù)據(jù)傳輸時延和優(yōu)先級的控制，才能實時或準實時地將多用戶、多類型數(shù)據(jù)按用戶要求可靠穩(wěn)定地傳回地面。
[0003]目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有AOS虛擬信道調(diào)度優(yōu)先級和傳輸速率無法切換等不足，本發(fā)明的目的在于為航天或其它軍事領域數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供高速、穩(wěn)定、可靠并具有時延要求的虛擬信道調(diào)系統(tǒng)，使飛行器在軌運行期間可對虛擬信道調(diào)度優(yōu)先級與傳輸速率進行切換，能將用戶最關心的關鍵數(shù)據(jù)實時可靠地傳回地面。利用本發(fā)明不僅解決了調(diào)度優(yōu)先級與速率切換的問題，而且將AOS的信道調(diào)度效率提高到了 98%以上。
[0005]為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種基于FPGA (可編程邏輯門陣列，fieldprogrammable gate array)的動態(tài)虛擬信道調(diào)度器及其調(diào)度方法。
[0006]本發(fā)明所提供的基于FPGA的動態(tài)虛擬信道調(diào)度器，包括:虛擬信道輸入接口、調(diào)度控制器、數(shù)據(jù)輸出接口模塊、程序存儲器、指令注入模塊、晶體振蕩器和電源供電模塊，其中，所述電源供電模塊與其他各組件分別電連接，為各組件提供穩(wěn)壓電源，所述虛擬信道輸入接口與調(diào)度控制器連接，工作數(shù)據(jù)經(jīng)由所述虛擬信道輸入接口進入調(diào)度控制器；所述調(diào)度控制器為FPGA，對所述工作數(shù)據(jù)進行動態(tài)調(diào)度，并將經(jīng)過所述調(diào)度的工作數(shù)據(jù)進行增益處理；所述調(diào)度控制器與數(shù)據(jù)輸出接口模塊相連，所述增益處理后的工作數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)輸出接口模塊進行電平轉換，轉化為飛行器接收的電平形式；所述指令注入模塊與所述調(diào)度控制器相連，向調(diào)度控制器輸入速率和優(yōu)先級指令；所述程序存儲器與所述調(diào)度控制器相連，用于存儲整個設計程序，并向所述調(diào)度控制器供程序；所述晶體振蕩器與所述調(diào)度控制器相連，向所述調(diào)度控制器提供時鐘指令。
[0007]進一步，所述調(diào)度控制器包括緩存區(qū)間，與所述緩存區(qū)間相連的虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊；與所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊相連的信道調(diào)度控制模塊；與所述信道調(diào)度控制模塊相連的數(shù)據(jù)輸出處理模塊；與所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊、信道調(diào)度控制模塊分別相連的速率控制模塊、與所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊、信道調(diào)度控制模塊分別相連的優(yōu)先級表模塊。
[0008]進一步，所述調(diào)度控制器包括遙測返回模塊，所述遙測返回模塊與所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊和信道調(diào)度控制模塊分別相連，監(jiān)控所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊和信道調(diào)度控制模塊的工作狀態(tài)并將所述工作狀態(tài)傳輸?shù)剿鲞b測返回接口模塊，在所述遙測返回接口模塊內(nèi)轉化為飛行器接收的電平形式后輸出。
[0009]進一步，F(xiàn)PGA選用Xilinx公司的300萬門抗福射級高可靠芯片Virtex II系列，程序存儲器選用Xilinx公司抗輻射級高可靠芯片XQR17V16PLCC44，接口芯片選用TI公司SN55LVDS系列，晶體振蕩器選用AMC0-100B系列。
[0010]本發(fā)明所提供的動態(tài)虛擬信道調(diào)度器的調(diào)度方法，包括:
開始工作后，F(xiàn)PGA執(zhí)行工作初始配置，建立默認優(yōu)先級表和速率配置項，進入默認工作模式；
在默認模式下，調(diào)度控制器接收虛擬信道接口送入的工作數(shù)據(jù)并寫入對應的緩存區(qū)間；FPGA根據(jù)優(yōu)先級表設定調(diào)度優(yōu)先級，若緩存區(qū)間的數(shù)據(jù)達到一幀容量時發(fā)送請求信號，調(diào)度控制器按調(diào)度優(yōu)先級順序從高到低依次調(diào)度有請求的信道，若信道優(yōu)先級相同，則按照輪詢模式調(diào)度，當所有緩存區(qū)間的容量不滿一幀時調(diào)度填充數(shù)據(jù)幀；
在工作過程中，地面發(fā)送速率模式或優(yōu)先級重新配置指令的情況下，信道調(diào)度控制模塊刷新工作模式和優(yōu)先級表，下一幀的調(diào)度進入更改后的工作模式。
[0011]動態(tài)虛擬信道調(diào)度器對空間飛行器上多種不同數(shù)據(jù)格式、不同數(shù)據(jù)速率、不同延時要求的虛擬信道數(shù)據(jù)按預先設定的優(yōu)先級進行動態(tài)調(diào)度與復接。不同優(yōu)先級信道從高到低依次調(diào)度有數(shù)據(jù)請求的虛擬信道，同等優(yōu)先級信道按照輪詢方式進行調(diào)度，無數(shù)據(jù)請求時傳輸填充幀。將多個用戶數(shù)據(jù)視為虛擬信道，將不同的虛擬信道數(shù)據(jù)復接為一路數(shù)據(jù)，有效地提高了天地通信鏈路的使用效率。
[0012]本發(fā)明通過建立虛擬信道優(yōu)先級表，使得飛行器在軌飛行期間可通過上行遙控數(shù)據(jù)重新配置優(yōu)先級表，共支持32種虛擬信道優(yōu)先級在軌切換，優(yōu)先級切換不影響數(shù)據(jù)輸出的連續(xù)性，每種優(yōu)先級對應不同的虛擬信道組合，在特殊任務時，可將用戶最關心的虛擬信道數(shù)據(jù)優(yōu)先級切換到最高優(yōu)先級，使得用戶關心的數(shù)據(jù)在虛擬信道控制器內(nèi)以最小的延遲時間傳輸處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明所提供的基于FPGA的動態(tài)虛擬信道調(diào)度控制器的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明所提供的基于FPGA的動態(tài)虛擬信道調(diào)度器的工作流程示意圖?！揪唧w實施方式】
[0014]本發(fā)明所述動態(tài)虛擬信道調(diào)度控制器采用FPGA進行調(diào)度優(yōu)先級策略重新配置，同時實現(xiàn)優(yōu)先級和速率模式在軌切換。由FPGA和外圍接口電路及晶體振蕩器、程序存儲器和遙控遙測(指令注入模塊和數(shù)據(jù)輸出接口模塊)組成，用戶數(shù)據(jù)通過虛擬信道輸入接口進入FPGA參與調(diào)度，F(xiàn)PGA在內(nèi)部對各個虛擬信道數(shù)據(jù)進行調(diào)度、復接與幀格式化等處理，之后將數(shù)據(jù)通過輸出接口發(fā)送給發(fā)射機。
[0015]隨著空間探索技術發(fā)展，傳統(tǒng)的測控(TC/TM)鏈路已無法滿足多載荷、率與多任務的應用需求。因此CCSDS提出了 AOS協(xié)議來滿足未來空間飛行與探索任務數(shù)據(jù)系統(tǒng)的需求，AOS協(xié)議在傳統(tǒng)物理鏈路的基礎上提出了虛擬信道(VC)的概念，接入AOS的物理鏈路數(shù)據(jù)被視為一個虛擬信道用戶，物理鏈路資源分為一個個時間片，由AOS調(diào)度系統(tǒng)決定將當前的時間片分給某一個用戶進行數(shù)據(jù)傳輸。AOS有效地解決多個數(shù)據(jù)用戶共享一條物理鏈路進行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}，整個AOS系統(tǒng)的核心是虛擬信道調(diào)度與控制模塊。
[0016]本發(fā)明采用FPGA對AOS調(diào)度模塊進行設計，F(xiàn)PGA相對于分立元器件功耗更小、體積、重量輕、資源豐富且可編程，使得接口速率、模式與數(shù)據(jù)幀格式更改更簡單，可根據(jù)用戶需求增加信道編碼和加密等功能。因此，本發(fā)明選用FPGA作為調(diào)度控制系統(tǒng)的實現(xiàn)途徑，使得數(shù)據(jù)調(diào)度系統(tǒng)的通用性更強、使用方便、適應面廣，可編程等特點可滿足用戶特殊需求進行附加功能設計，提高了設計靈活性，降低了設了計成本和技術風險。
[0017]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0018]附圖1是本發(fā)明所提供的基于FPGA的動態(tài)虛擬信道調(diào)度控制器的結構示意圖。
[0019]如圖所示，所述動態(tài)虛擬信道調(diào)度控制器包括:虛擬信道輸入接口 101、調(diào)度控制器108、數(shù)據(jù)輸出接口模塊105、程序存儲器102、指令注入模塊104、、晶體振蕩器103和電源供電模塊107。其中電源供電模塊與其他各組件電連接，為各組件提供可靠的穩(wěn)壓電源，虛擬信道輸入接口 101與調(diào)度控制器108連接，工作數(shù)據(jù)經(jīng)由所述虛擬信道輸入接口 101進入調(diào)度控制器108 ;調(diào)度控制器108對所述工作數(shù)據(jù)進行動態(tài)調(diào)度，并將經(jīng)過所述調(diào)度的數(shù)據(jù)進行增益處理；所述調(diào)度控制器108與數(shù)據(jù)輸出接口模塊105相連，所述增益處理后的增益數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)輸出接口模塊105進行電平轉換，轉化為飛行器接收的電平形式；所述指令注入模塊104與所述調(diào)度控制器108相連，用于向調(diào)度控制器108輸入速率和優(yōu)先級指令；所述程序存儲器102與所述調(diào)度控制器108相連，用于存儲整個設計程序，根據(jù)所述調(diào)度控制器108提供的信息，向所述調(diào)度控制器108提供所需要的程序；所述晶體振蕩器103與所述調(diào)度控制器108相連，向所述調(diào)度控制器108提供時鐘指令。
[0020]進一步，所述調(diào)度控制器108為可編程邏輯器件FPGA，所述調(diào)度控制器108包括緩存區(qū)間1084 (FIFO, first in first out),與所述緩存區(qū)間1084相連的虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊1081 ;與所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊1081相連的信道調(diào)度控制模塊1083 ;與所述信道調(diào)度控制模塊1083相連的數(shù)據(jù)輸出處理模塊1085 ;與所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊1081、信道調(diào)度控制模塊1083分別相連的速率控制模塊1086、與所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊1081、信道調(diào)度控制模塊1083分別相連的優(yōu)先級表模塊1087。所述調(diào)度控制器108完成優(yōu)先級表的配置、動態(tài)虛擬信道調(diào)度與優(yōu)先級權限管理等功能。
[0021]所述動態(tài)虛擬信道調(diào)度控制器還包括遙測返回接口模塊106，所述調(diào)度控制器108還包括遙測返回模塊1082，所述遙測返回模塊1082與所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊1081和信道調(diào)度控制模塊1083分別相連，監(jiān)控所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊1081和信道調(diào)度控制模塊1083的工作狀態(tài)，包括:各個虛擬信道緩存空滿狀態(tài)標識，虛擬信道幀計數(shù)，虛擬信道數(shù)據(jù)包頭正確性標識，傳輸處理速率模式標識，將上述信息傳回給地面供地面判讀設備識別調(diào)度器飛行期間工作狀態(tài)，并將所述工作狀態(tài)傳輸?shù)剿鲞b測返回接口模塊106，在所述遙測返回接口模塊106內(nèi)轉化為飛行器接收的電平形式后輸出。
[0022]工作開始時，飛行器內(nèi)的用戶數(shù)據(jù)經(jīng)由虛擬通道VCl至VC6進入所述虛擬信道輸入接口 101，所述用戶數(shù)據(jù)可以協(xié)議數(shù)據(jù)、位流數(shù)據(jù)或者自定義規(guī)范的數(shù)據(jù)類型，本發(fā)明中示意性以有6個虛擬通道，對六路不同數(shù)據(jù)格式與數(shù)據(jù)速率的虛擬信道數(shù)據(jù)進行動態(tài)調(diào)度處理為例進行說明，支持單路虛擬信道接入數(shù)據(jù)速率從IOKbps到100Mbps，并支持對圖像、話音、電子郵件和空間Internet等新型數(shù)據(jù)的調(diào)度在虛擬信道調(diào)度器內(nèi)，通過DCM (數(shù)據(jù)時鐘控制器)產(chǎn)生144M、72M、36M三種速率時鐘，對不同接口速率從高到低進行同步處理后寫入緩存。在本發(fā)明的其他實施例中，虛擬通道的數(shù)量可以按需調(diào)整。
[0023]所述虛擬信道輸入接口 101對所述用戶數(shù)據(jù)進行電平轉換，轉化為所述調(diào)度控制器108接收的工作數(shù)據(jù)，并輸入到所述調(diào)度控制器108的所述緩存區(qū)間1084，所述緩存區(qū)間1084的數(shù)目與虛擬信道的數(shù)目相同，每個緩存區(qū)間代表一個虛擬信道用戶，所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊1081根據(jù)AOS協(xié)議規(guī)范將所述緩存區(qū)間1084內(nèi)的數(shù)據(jù)按照CCSDS標準格式化處理，即將數(shù)據(jù)封裝成本項目要求的886字節(jié)固定長度。
[0024]所述信道調(diào)度控制模塊1083根據(jù)在優(yōu)先級表模塊1087內(nèi)查找到的優(yōu)先級設定調(diào)度策略，具體為若緩存區(qū)的數(shù)據(jù)達到一幀容量時發(fā)送請求信號，調(diào)度控制器按優(yōu)先級順序從高到低依次調(diào)度有請求的信道，若信道優(yōu)先級相同，則按照輪詢模式調(diào)度，當所有信道的緩存區(qū)容量不滿一幀時調(diào)度填充數(shù)據(jù)幀；然后在速率控制模塊1086設定的速率模式下對有請求的工作數(shù)據(jù)按優(yōu)先級高低進行調(diào)度，同等優(yōu)先級按照輪詢模式進行調(diào)度，獲得調(diào)度權的數(shù)據(jù)被插入到規(guī)定的數(shù)據(jù)幀區(qū)域，完成處理后數(shù)據(jù)經(jīng)輸出接口送出。遇到特殊任務時，通過上行遙控指令改變優(yōu)先級，將用戶最關心的數(shù)據(jù)優(yōu)先級調(diào)整到最高，那么該路數(shù)據(jù)將在信道內(nèi)以實時模式傳輸。此外，當飛行器上的載荷不全開機，即用戶數(shù)據(jù)速率降低時，可根據(jù)需求將傳輸速率切換到低速率模式傳輸，可以有效降低飛行器功耗。與中繼衛(wèi)星通信時，可根據(jù)需要將輸出速率切換到與之對應的模式。此外，虛擬信道調(diào)度控制器在進行優(yōu)先級和速率模式切換時，數(shù)據(jù)輸出的連續(xù)性不受影響，即切換是無縫的。
[0025]所述數(shù)據(jù)輸出處理模塊1085根據(jù)RS或LDPC協(xié)議等對由信道調(diào)度控制模塊1083處理過的工作數(shù)據(jù)加同步標識，本項設計中的同步頭為十六進制數(shù)據(jù)1ACFFC1D，也可根據(jù)需要更改為其它同步標識。提高信道增益，進行增益處理。
[0026]所述數(shù)據(jù)輸出接口模塊105與所述數(shù)據(jù)輸出處理模塊1085相連，對經(jīng)過增益處理的所述工作數(shù)據(jù)進行電平轉化，轉化為飛行器需要的電平形式，比如差分電平。
[0027]圖2是本發(fā)明所提供的基于FPGA的動態(tài)虛擬信道調(diào)度器的工作流程示意圖，如圖2所示，開始工作后，F(xiàn)PGA執(zhí)行工作初始配置，建立默認優(yōu)先級表和速率配置項，進入默認工作模式；
在默認模式下，調(diào)度控制器接收虛擬信道接口送入的工作數(shù)據(jù)并寫入對應的緩存區(qū)間；FPGA根據(jù)優(yōu)先級表設定調(diào)度優(yōu)先級，若緩存區(qū)間的數(shù)據(jù)達到一幀容量時發(fā)送請求信號，調(diào)度控制器按調(diào)度優(yōu)先級順序從高到低依次調(diào)度有請求的信道，若信道優(yōu)先級相同，則按照輪詢模式調(diào)度，當所有緩存區(qū)間的容量不滿一幀時調(diào)度填充數(shù)據(jù)幀；
在工作過程中，地面發(fā)送速率模式或優(yōu)先級重新配置指令的情況下，信道調(diào)度控制模塊立即刷新工作模式和優(yōu)先級表，下一幀的調(diào)度立即進入更改后的工作模式。在整個切換過程中數(shù)據(jù)輸出連續(xù)，上述處理方案有效提高了信道調(diào)度效率，可在特殊任務期內(nèi)通過時鐘切換或優(yōu)先級切換更改調(diào)度策略與鏈路速率，使得調(diào)度控制器工作在動態(tài)模式下，并將調(diào)度效率提高到了 98%以上，降低了功耗，提高了關鍵數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br> [0028]本實施例中，利用FPGA內(nèi)部數(shù)字時鐘資源DCM產(chǎn)生144M、72M、36M三種速率，通過遙控指令模塊設計了可在軌對信道調(diào)度控制模塊的輸出數(shù)據(jù)速率進行三種速率模式之間的無縫切換，即信道控制器具備以下三種工作狀態(tài):
狀態(tài)一:發(fā)送144M遙控指令使信道調(diào)度控制模塊工作在144M工作模式下；
狀態(tài)二:發(fā)送72M遙控指令使信道調(diào)度控制模塊工作在72M工作模式下；
狀態(tài)三:發(fā)送36M遙控指令使信道調(diào)度控制模塊工作在36M工作模式下；
在飛行環(huán)境比較不好的情況下，F(xiàn)PGA接收的工作數(shù)據(jù)強度比較弱，此時，信道調(diào)度控制模塊在較低頻率的工作模式下工作，以得到較大的增益；反之，在工作數(shù)據(jù)的強度比較高時，信道調(diào)度控制模塊在較高頻率的工作模式下工作，以提高效率。
[0029]顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明的接口類型、接口速率與優(yōu)先級等進行升級或重新配置，使得本發(fā)明的應用范圍更廣泛，但都不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變形屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變形在內(nèi)。
【權利要求】
1.一種基于FPGA的動態(tài)虛擬信道調(diào)度器，其特征在于，包括:虛擬信道輸入接口、調(diào)度控制器、數(shù)據(jù)輸出接口模塊、程序存儲器、指令注入模塊、晶體振蕩器和電源供電模塊，其中，所述電源供電模塊與其他各組件分別電連接，為各組件提供穩(wěn)壓電源，所述虛擬信道輸入接口與調(diào)度控制器連接，工作數(shù)據(jù)經(jīng)由所述虛擬信道輸入接口進入調(diào)度控制器；所述調(diào)度控制器為FPGA，對所述工作數(shù)據(jù)進行動態(tài)調(diào)度，并將經(jīng)過所述調(diào)度的工作數(shù)據(jù)進行信道編碼增益處理；所述調(diào)度控制器與數(shù)據(jù)輸出接口模塊相連，所述增益處理后的工作數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)輸出接口模塊進行電平轉換，轉化為飛行器接收的電平形式；所述指令注入模塊與所述調(diào)度控制器相連，向調(diào)度控制器輸入速率和優(yōu)先級指令；所述程序存儲器與所述調(diào)度控制器相連，用于存儲整個設計程序，并向所述調(diào)度控制器供程序；所述晶體振蕩器與所述調(diào)度控制器相連，向所述調(diào)度控制器提供時鐘指令。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于FPGA的動態(tài)虛擬信道調(diào)度器，其特征在于，所述調(diào)度控制器包括緩存區(qū)間，與所述緩存區(qū)間相連的虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊；與所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊相連的信道調(diào)度控制模塊；與所述信道調(diào)度控制模塊相連的數(shù)據(jù)輸出處理模塊；與所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊、信道調(diào)度控制模塊分別相連的速率控制模塊、與所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊、信道調(diào)度控制模塊分別相連的優(yōu)先級表模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于FPGA的動態(tài)虛擬信道調(diào)度器，其特征在于，所述調(diào)度控制器包括遙測返回模塊，所述遙測返回模塊與所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊和信道調(diào)度控制模塊分別相連，監(jiān)控所述虛擬信道接入數(shù)據(jù)塊生成模塊和信道調(diào)度控制模塊的工作狀態(tài)并將所述工作狀態(tài)傳輸?shù)剿鲞b測返回接口模塊，在所述遙測返回接口模塊內(nèi)轉化為飛行器接收的電平形式后輸出。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于FPGA的動態(tài)虛擬信道調(diào)度器，其特征在于，F(xiàn)PGA選用Xilinx公司的300萬門抗福射級高可靠芯片Virtex II系列,程序存儲器選用Xilinx公司抗輻射級高可靠芯片XQR17V16PLCC44，接口芯片選用TI公司SN55LVDS系列，晶體振蕩器選用 AMCO-1OOB 系列。
5.權力要求I至4中任意一種基于FPGA的動態(tài)虛擬信道調(diào)度器的調(diào)度方法，其特征在于，包括: 開始工作后，F(xiàn)PGA執(zhí)行工作初始配置，建立默認優(yōu)先級表和速率配置項，進入默認工作模式； 在默認模式下，調(diào)度控制器接收虛擬信道接口送入的工作數(shù)據(jù)并寫入對應的緩存區(qū)間；FPGA根據(jù)優(yōu)先級表設定調(diào)度優(yōu)先級，若緩存區(qū)間的數(shù)據(jù)達到一幀容量時發(fā)送請求信號，調(diào)度控制器按調(diào)度優(yōu)先級順序從高到低依次調(diào)度有請求的信道，若信道優(yōu)先級相同，則按照輪詢模式調(diào)度，當所有緩存區(qū)間的容量不滿一幀時調(diào)度填充數(shù)據(jù)幀； 在工作過程中，地面發(fā)送速率模式或優(yōu)先級重新配置指令的情況下，信道調(diào)度控制模塊刷新工作模式和優(yōu)先級表，下一幀的調(diào)度進入更改后的工作模式。
【文檔編號】H04W72/12GK103582147SQ201210274792
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月3日 優(yōu)先權日:2012年8月3日
【發(fā)明者】魏文超, 張風源, 汪雪峰 申請人:上海航天測控通信研究所