幀頭快速同步系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及幀頭快速同步系統(tǒng)及方法，屬于衛(wèi)星數(shù)傳數(shù)據(jù)接收處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在通信領(lǐng)域，幀頭同步是數(shù)據(jù)處理中最為重要的一環(huán)，它是后續(xù)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)。 目前衛(wèi)星數(shù)傳數(shù)據(jù)的格式大多遵循CCSDS制定的AOS數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)要求數(shù)據(jù)下傳 以數(shù)據(jù)幀為單位，數(shù)據(jù)幀起始以約定的數(shù)據(jù)幀頭為標(biāo)志，數(shù)據(jù)以流的形式下傳到地面站。因 此幀頭同步是衛(wèi)星數(shù)傳數(shù)據(jù)接收處理的第一要素，目前，隨著數(shù)據(jù)碼速率從傳統(tǒng)的Mbps級(jí) 別攀升到Gbps級(jí)別，留給幀頭同步的時(shí)間越來越短，現(xiàn)有對(duì)幀頭同步的方法已不能滿足數(shù) 據(jù)處理的速度要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明目的是為了解決隨著衛(wèi)傳數(shù)據(jù)碼速率級(jí)別的提高，現(xiàn)有幀頭同步的方法無 法滿足數(shù)據(jù)處理速度要求的問題，提供了一種幀頭快速同步系統(tǒng)及方法。
[0004] 本發(fā)明所述幀頭快速同步系統(tǒng)，包括：
[0005] 用于緩存未同步N bit并行幀數(shù)據(jù)，并在控制模塊的控制下輸出N bit并行幀數(shù) 據(jù)的輸入緩存模塊；N取值為8的整數(shù)倍，范圍從32至512 ;
[0006] 用于將接收于輸入緩存模塊的N bit并行幀數(shù)據(jù)和接收于預(yù)同步緩存模塊的N bit預(yù)同步緩存數(shù)據(jù)在控制模塊的控制下進(jìn)行選擇輸出的輸入選擇模塊；L取值為8的整數(shù) 倍，范圍從8至64 ;L小于N ;
[0007] 用于將輸入選擇模塊選擇輸出的N bit數(shù)據(jù)進(jìn)行一級(jí)緩存的一級(jí)緩存模塊；
[0008] 用于接收一級(jí)緩存模塊輸出的N bit數(shù)據(jù)的二級(jí)緩存模塊；
[0009] 用于接收一級(jí)緩存模塊輸出的N bit數(shù)據(jù)和二級(jí)緩存模塊輸出的N bit數(shù)據(jù)，并 按位拼接成2N bit數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)組合模塊；
[0010] 分別用于接收數(shù)據(jù)組合模塊輸出的2N bit數(shù)據(jù)，并將接收的2N bit數(shù)據(jù)進(jìn)行L bit數(shù)據(jù)截取的N個(gè)L位截取拼接模塊；N個(gè)L位截取拼接模塊由第一個(gè)起至第N個(gè)終止， 相鄰L位截取拼接模塊截取的數(shù)據(jù)在2N bit數(shù)據(jù)中的起始位置相差I(lǐng)bit ;
[0011] 用于對(duì)應(yīng)接收L位截取拼接模塊輸出的L bit數(shù)據(jù)，將該L bit數(shù)據(jù)根據(jù)控制模 塊的幀頭比對(duì)屏蔽信息進(jìn)行預(yù)處理的N個(gè)比對(duì)控制模塊；每個(gè)比對(duì)控制模塊將L bit數(shù)據(jù) 中不進(jìn)行比對(duì)的比特位進(jìn)行按位與0操作，獲得預(yù)處理后的L bit數(shù)據(jù)；
[0012] 用于對(duì)應(yīng)將預(yù)處理后的L bit數(shù)據(jù)與由控制模塊輸入的預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)幀頭進(jìn)行 比對(duì)的N個(gè)幀頭比對(duì)模塊；該幀頭比對(duì)模塊將預(yù)處理后的L bit數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)幀頭進(jìn)行異或 比對(duì)操作，若獲得的結(jié)果為0,則該預(yù)處理后的L bit數(shù)據(jù)為目標(biāo)幀頭，輸出比對(duì)結(jié)果1 ;否 則輸出比對(duì)結(jié)果〇;
[0013] 用于將N個(gè)幀頭比對(duì)模塊輸出的比對(duì)結(jié)果按位拼接，形成N bit數(shù)據(jù)的幀頭比對(duì) 結(jié)果模塊；
[0014] 用于對(duì)幀頭比對(duì)結(jié)果模塊輸出的N bit數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，根據(jù)該N bit數(shù)據(jù)中的1， 確定檢索到幀頭標(biāo)記，并發(fā)送幀頭標(biāo)記信號(hào)、同步緩存控制信號(hào)和鎖定標(biāo)志信號(hào)的控制模 塊；
[0015] 用于接收數(shù)據(jù)組合模塊輸出的2N bit數(shù)據(jù)，并根據(jù)動(dòng)態(tài)深度控制模塊的動(dòng)態(tài)深度 控制信息進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存的動(dòng)態(tài)深度緩存模塊；
[0016] 用于產(chǎn)生動(dòng)態(tài)深度控制信息的動(dòng)態(tài)深度控制模塊；
[0017] 分別用于接收動(dòng)態(tài)深度緩存模塊輸出的2N bit數(shù)據(jù)，并對(duì)該2N bit數(shù)據(jù)進(jìn)行N bit數(shù)據(jù)截取的N個(gè)N位截取模塊；該N個(gè)N位截取模塊由第一個(gè)起至第N個(gè)終止，相鄰N 位截取模塊截取的數(shù)據(jù)在2N bit數(shù)據(jù)中的起始位置相差I(lǐng)bit ;
[0018] 用于接收N個(gè)N位截取模塊截取獲得的N bit數(shù)據(jù)，并根據(jù)控制模塊的幀頭標(biāo)記 信號(hào)選擇對(duì)應(yīng)的N位截取模塊截取獲得的N bit數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出的數(shù)據(jù)選擇模塊；
[0019] 用于根據(jù)控制模塊的同步緩存控制信號(hào)對(duì)預(yù)同步緩存模塊進(jìn)行控制的預(yù)同步緩 存控制模塊；
[0020] 用于接收數(shù)據(jù)選擇模塊輸出的對(duì)應(yīng)于幀頭標(biāo)記信號(hào)的N bit數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)同步 緩存控制模塊的同步緩存控制信號(hào)，將接收的N bit數(shù)據(jù)作為同步數(shù)據(jù)輸出或作為N bit 預(yù)同步緩存數(shù)據(jù)輸出的預(yù)同步緩存模塊。
[0021] 控制模塊確定檢索到幀頭的具體過程為：判斷幀頭比對(duì)結(jié)果模塊輸出的N bit數(shù) 據(jù)中是否有幀頭，若在一次比對(duì)中的幀頭比對(duì)結(jié)果模塊輸出的N bit數(shù)據(jù)中出現(xiàn)一個(gè)1，則 確定為幀頭標(biāo)記；若在一次比對(duì)中的幀頭比對(duì)結(jié)果模塊輸出的N bit數(shù)據(jù)中出現(xiàn)多個(gè)1，則 選取最低位的1，確定為幀頭標(biāo)記。
[0022] 幀頭快速同步方法，包括：
[0023] 用于通過輸入緩存模塊緩存未同步N bit并行幀數(shù)據(jù)，并在控制模塊的控制下輸 出N bit并行幀數(shù)據(jù)的步驟；N取值為8的整數(shù)倍，范圍從32至512 ;
[0024] 用于通過輸入選擇模塊將接收于輸入緩存模塊的N bit并行幀數(shù)據(jù)和接收于預(yù)同 步緩存模塊的N bit預(yù)同步緩存數(shù)據(jù)在控制模塊的控制下進(jìn)行選擇輸出的步驟；L取值為8 的整數(shù)倍，范圍從8至64 ;L小于N ;
[0025] 用于通過一級(jí)緩存模塊將輸入選擇模塊選擇輸出的N bit數(shù)據(jù)進(jìn)行一級(jí)緩存的步 驟；
[0026] 用于通過二級(jí)緩存模塊接收一級(jí)緩存模塊輸出的N bit數(shù)據(jù)的步驟；
[0027] 用于通過數(shù)據(jù)組合模塊接收一級(jí)緩存模塊輸出的N bit數(shù)據(jù)和二級(jí)緩存模塊輸出 的N bit數(shù)據(jù)，并按位拼接成2N bit數(shù)據(jù)的步驟；
[0028] 用于通過N個(gè)L位截取拼接模塊分別接收數(shù)據(jù)組合模塊輸出的2N bit數(shù)據(jù)，并將 接收的2N bit數(shù)據(jù)進(jìn)行L bit數(shù)據(jù)截取的步驟；N個(gè)L位截取拼接模塊由第一個(gè)起至第N 個(gè)終止，相鄰L位截取拼接模塊截取的數(shù)據(jù)在2N bit數(shù)據(jù)中的起始位置相差I(lǐng)bit ;
[0029] 用于通過N個(gè)比對(duì)控制模塊對(duì)應(yīng)接收L位截取拼接模塊輸出的L bit數(shù)據(jù)，將該 L bit數(shù)據(jù)根據(jù)控制模塊的幀頭比對(duì)屏蔽信息進(jìn)行預(yù)處理的步驟；每個(gè)比對(duì)控制模塊將L bit數(shù)據(jù)中不進(jìn)行比對(duì)的比特位進(jìn)行按位與0操作，獲得預(yù)處理后的L bit數(shù)據(jù)；
[0030] 用于通過N個(gè)幀頭比對(duì)模塊對(duì)應(yīng)將預(yù)處理后的L bit數(shù)據(jù)與由控制模塊輸入的預(yù) 先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)幀頭進(jìn)行比對(duì)的步驟；該幀頭比對(duì)模塊將預(yù)處理后的L bit數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)幀頭 進(jìn)行異或比對(duì)操作，若獲得的結(jié)果為0,則該預(yù)處理后的L bit數(shù)據(jù)為目標(biāo)幀頭，輸出比對(duì) 結(jié)果1 ;否則輸出比對(duì)結(jié)果〇;
[0031] 用于通過幀頭比對(duì)結(jié)果模塊將N個(gè)幀頭比對(duì)模塊輸出的比對(duì)結(jié)果按位拼接，形成 N bit數(shù)據(jù)的步驟；
[0032] 用于通過控制模塊對(duì)幀頭比對(duì)結(jié)果模塊輸出的N bit數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，根據(jù)該N bit 數(shù)據(jù)中的1，確定檢索到幀頭標(biāo)記，并發(fā)送幀頭標(biāo)記信號(hào)、同步緩存控制信號(hào)和鎖定標(biāo)志信 號(hào)的步驟；
[0033] 用于通過動(dòng)態(tài)深度緩存模塊接收數(shù)據(jù)組合模塊輸出的2N bit數(shù)據(jù)，并根據(jù)動(dòng)態(tài)深 度控制模塊的動(dòng)態(tài)深度控制信息進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存的步驟；
[0034] 用于通過動(dòng)態(tài)深度控制模塊產(chǎn)生動(dòng)態(tài)深度控制信息的步驟；
[0035] 用于通過N個(gè)N位截取模塊分別接收動(dòng)態(tài)深度緩存模塊輸出的2N bit數(shù)據(jù)，并對(duì) 該2N bit數(shù)據(jù)進(jìn)行N bit數(shù)據(jù)截取的步驟；該N個(gè)N位截取模塊由第一個(gè)起至第N個(gè)終 止，相鄰N位截取模塊截取的數(shù)據(jù)在2N bit數(shù)據(jù)中的起始位置相差I(lǐng)bit ;
[0036] 用于通過數(shù)據(jù)選擇模塊接收N個(gè)N位截取模塊截取獲得的N bit數(shù)據(jù)，并根據(jù)控 制模塊的幀頭標(biāo)記信號(hào)選擇對(duì)應(yīng)的N位截取模塊截取獲得的N bit數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出的步驟； [0037]用于通過預(yù)同步緩存控制模塊根據(jù)控制模塊的同步緩存控制信號(hào)對(duì)預(yù)同步緩存 模塊進(jìn)行控制的步驟；
[0038] 用于通過預(yù)同步緩存模塊接收數(shù)據(jù)選擇模塊輸出的對(duì)應(yīng)于幀頭標(biāo)記信號(hào)的N bit 數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)同步緩存控制模塊的同步緩存控制信號(hào)，將接收的N bit數(shù)據(jù)作為同步數(shù)據(jù) 輸出或作為N bit預(yù)同步緩存數(shù)據(jù)輸出的步驟。
[0039] 控制模塊確定檢索到幀頭的具體過程為：判斷幀頭比對(duì)結(jié)果模塊輸出的N bit數(shù) 據(jù)中是否有幀頭，若在一次比對(duì)中的幀頭比對(duì)結(jié)果模塊輸出的N bit數(shù)據(jù)中出現(xiàn)一個(gè)1，則 確定為幀頭標(biāo)記；若在一次比對(duì)中的幀頭比對(duì)結(jié)果模塊輸出的N bit數(shù)據(jù)中出現(xiàn)多個(gè)1，則 選取最低位的1，確定為幀頭標(biāo)記。
[0040] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)高速通信的處理與同步，對(duì)從基地設(shè)備接收 到的數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)化，并將數(shù)據(jù)以N bit位寬作為內(nèi)部數(shù)據(jù)位寬進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)在一 個(gè)時(shí)鐘下同時(shí)處理N bit數(shù)據(jù)，滿足了衛(wèi)傳數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理速度要求。
【附圖說明】
[0041] 圖1是本發(fā)明所述幀頭快速同步系統(tǒng)的流程框圖；
[0042] 圖2是本發(fā)明所述控制模塊的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0043]