专利名称：用于星载微波辐射计的数据传输装置及其数据传输方法
技术领域：
本发明涉及一种数据传输系统，尤其涉及一种用于星载微波辐射计的数据传输装 置及其数据传输方法。
背景技术：
星载微波辐射计是一种被动式的微波遥感器，用于全天时、全天候地观测全球大 气温度和湿度、水汽含量、降雨量等空间气象资料，以及海洋表面温度、海洋风场、土壤湿度 等，在大气探测及海洋观测中具有重要作用。作为星载系统，其体积、重量和功耗又受到很 大的限制，因此对用于星载微波辐射计的数据传输装置就要求其具有高可靠性、体积小、重 量轻、功耗低等特点。现在多数星载遥感器上使用的通用数据传输装置，在与1553B总线控制器进行数 据和控制指令传输时多采用双通道存储器(双口 RAM)方式。如图5所示为一现有的通用 数据传输装置的结构示意图。此种设计的优点是可通过地址线来选择数据存储的位置，但 随之而来的是可靠性偏低的问题，因为双口 RAM的容量取决于地址线的数量，这样造成接 口传输线的复杂，给系统传输接口设计带来压力，另外不同容量的双口 RAM尺寸也不同，不 能灵活的适应不同系统的数据传输需要。
发明内容
为了解决上述现有的数据传输装置中的存在的问题，本发明的目的在于提供一种 用于星载微波辐射计的数据传输装置及其数据传输方法，其适用于不同速率的数据传输系 统。为了实现上述目的，本发明提供一种用于星载微波辐射计的数据传输装置，包括 控制电路部分和数据传输电路部分，所述控制电路部分是根据系统规定的协议要求，接收 来自卫星的信息和地面注入运行控制指令及控制所述数据传输电路完成科学数据的传输； 所述数据传输电路部分包括1553B总线控制器和两个先进先出(FIFO)存储器，该数据传 输电路依据所述控制电路所发出的指令通过一个先进先出(FIFO)存储器完成辐射计遥感 数据的读取，通过另一个先进先出(FIFO)存储器完成对辐射计运行控制指令的发送，其传 输的信号包括辐射计科学数据和辐射计运行控制命令，采用1553B总线控制器和两个先 进先出存储器互为应答的方式。另外，所述控制电路部分由微处理器、译码控制接口、程序存储器、数据存储器以 及外围电路构成，其中，所述微处理器依据其所需完成的功能可采用不同型号的处理器，包 括8位机、16位机及32位机；所述程序存储器可使用PROM或者E2pR0M，其容量依据程序 而定；所述数据存储器根据数据量的不同可采用不同容量的静态存储器SRAM。另外，所述控制电路部分进一步还可以包括看门狗硬件，以防止软件跑飞，从而在 程序发生异常时控制电路能尽快地自主恢复工作。另外，本发明还提供一种用于星载微波辐射计的数据传输装置的数据传输方法，是上述用于星载微波辐射计的数据传输装置的数据传输方法，包括如下步骤1)控制电路部分根据系统规定的协议要求，接收来自卫星的信息和地面注入控制 指令，并将需要传输的数据分为两类科学数据和运行控制指令，两类数据分别存于不同的 先进先出存储器中；2)用于传输所述科学数据的先进先出存储器采用一次上电复位方式实现传输，所 述控制电路部分通过判读半满信号来确定是否读取数据，当查询到半满信号为高电平时， 控制电路继续查询此信号，当查询到半满信号为低时，启动数据读取；3)用于传输运行控制指令的先进先出存储器采用写入前控制电路对存储器进行 复位的方式实现传输，将1553B总线控制器所收到的来自卫星的信息和地面注入控制指令 及时在存储器中进行更新；4)当系统运行状态需要调整或地面发现下传的数据包中的值异常时，地面通过 1553B总线注入控制指令至数据传输装置的控制电路部分，通过更新用于传输运行控制指 令的先进先出存储器中的运行控制指令，使辐射计系统能够及时进行运行状态的调整；5)数据传输电路部分采用透明且不做任何处理地传输科学数据的方式进行数据 传输，当传输到地面的数据中有部分失效的数据时，在数据下传至地面后，综合判断具体失 效通道，剔除失效数据。本发明的用于星载微波辐射计的数据传输装置及其数据传输方法，适用于系统可 靠性要求很高，同时对重量、体积、功耗又有一定限制的系统。为了满足多方面的要求，未使 用通用总线数据传输装置的设计，避免了其可靠性低的缺点，从而使数据传输装置在达到 系统可靠性要求的同时尽可能简化设计。本发明通过采取1553B总线控制器和双先进先出 (FIFO)存储器的互为应答方式设计，既避免了繁琐的总线协议和复杂的对外接口所带来的 可靠性降低的缺点，适用于不同速率的数据传输，同时又使系统的重量和体积减轻。
图1是表示本发明的用于星载微波辐射计的数据传输装置组成的框图。图2是构成本发明的用于星载微波辐射计的数据传输装置的控制电路的结构示 意图。图3是构成本发明的用于星载微波辐射计的数据传输装置的数据传输电路的结 构示意图。图4是本发明的用于星载微波辐射计的数据传输装置的数据传输方法的流程图。图5是现有的数据传输装置的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明的用于星载微波辐射计的数据传输装置及 其数据传输方法进行详细的说明。图1是表示本发明用于星载微波辐射计的数据传输装置组成的框图，图2是构成 本发明的用于星载微波辐射计的数据传输装置的控制电路的结构图，图3是构成本发明数 据传输装置的数据传输电路的结构图。如图1 3所示，本发明的数据传输装置由控制电 路部分和数据传输电路部分组成，其中，控制电路部分主要由微处理器系统组成，主要功能是控制数据传输装置完成来自卫星的信息及地面数据注入控制指令的接收和传送辐射计 的科学数据的任务；数据传输电路由1553B总线控制器和两个先进先出(FIFO)存储器组 成，依据控制电路所发出的指令，完成辐射计科学数据和辐射计运行控制指令的传输。本发 明的数据传输装置适用于不同速率的数据传输，FIFO存储器可以根据数据量进行容量的选 择。如图2所示，本发明的数据传输装置的控制电路部分的主要功能是产生数据传输 的时序，由处理器、译码控制接口和静态存储器(SRAM)组成，该部分的核心是微处理器，配 以程序存储器、数据存储器和外围电路。其中微处理器可以依据其所需完成的功能采用不 同型号的处理器，8位机、16位机及32位机均可；程序存储器既可以使用PR0M，又可以使用 E2PROM,容量依据程序而定；数据存储器根据数据量的不同可采用不同容量的静态存储器 (SRAM)。由于本装置适用于星载系统，所以为了防止软件跑飞，还可以增加硬件的看门狗， 以便程序发生异常时控制电路能尽快地自主恢复工作。如图3所示，本发明的数据传输装置的数据传输电路部分主要由1553B总线控制 器和两个先进先出存储器(FIFO)组成。该数据传输电路部分需要传输的信号包括科学数 据和运行控制指令，依据控制电路所发出的指令，完成辐射计科学数据和辐射计运行控制 指令的传输。图4是本发明的用于星载微波辐射计的数据传输装置的数据传输方法的流程图。 如图4所示，以IDT7205作为先进先出存储器的数据传输系统为例，本发明的用于星载微波 辐射计的数据传输装置的数据传输方法包括如下步骤1)控制电路部分根据系统规定的协议要求，接收来自卫星的信息和地面注入控制 指令，并将需要传输的数据分为两类科学数据和运行控制指令，两类数据分别存于不同的 先进先出存储器中；2)用于传输科学数据的先进先出存储器IDT7205采用一次上电复位方式实现传 输，所述控制电路部分通过判读半满信号来确定是否读取数据，当查询到半满信号为高电 平时，控制电路继续查询此信号，当查询到半满信号为低时，启动数据读取，一次读取4K数 据。；3)用于传输运行控制指令的先进先出存储器IDT7205采用写入前控制电路对存 储器进行复位的方式实现传输，将1553B总线控制器所收到的来自卫星的信息和地面注入 控制指令及时在存储器中进行更新；4)当系统运行状态需要调整或地面发现下传的数据包中的值异常时，地面则通过 1553B总线注入控制指令至数据传输装置的控制电路部分，通过更新用于传输运行控制指 令的先进先出存储器IDT7205中的运行控制指令，使辐射计系统能够及时进行运行状态的
调整；5)数据传输电路部分采用透明且不做任何处理地传输科学数据的方式进行数据 传输，当传输到地面的数据中有部分失效的数据时，在数据下传至地面后，综合判断具体失 效通道，剔除失效数据。这里，上述所要传输的数据量可以根据遥感器所需进行合理选择。下述表1中给出了本发明的星载微波辐射计数据传输装置和现有的通用数据传 输装置两种方案各项特性的比较。
表1 综上所述，可以看出本发明的用于星载微波辐射计的数据传输装置在满足星载系 统高可靠性的要求的同时，硬件设备的复杂度大为降低，同时又具有很高的对于不同数据 传输速率的适应性，是一种具有创新性的优化设计的数据传输装置，满足了星载微波湿度 计的多方面需求。另外，本发明的用于星载微波辐射计的数据传输装置具有可扩展性，可以根据不 同型号任务，改变存储容量方式，即可适应不同任务的具体需求。
权利要求
一种用于星载微波辐射计的数据传输装置，其特征在于，包括控制电路部分和数据传输电路部分，所述控制电路部分根据系统规定的协议要求，接收来自卫星的信息和地面注入控制指令及控制所述数据传输电路完成科学数据的传输；所述数据传输电路部分包括1553B总线控制器和两个先进先出存储器，依据所述控制电路所发出的指令通过其中一个先进先出存储器完成辐射计遥感数据的读取，通过另一个先进先出存储器完成对辐射计控制指令的发送。
2.如权利要求1所述的用于星载微波辐射计的数据传输装置，其特征在于，所述数据 传输电路部分传输的信号包括辐射计科学数据和辐射计运行控制命令，采用1553B总线 控制器和两个先进先出存储器互为应答的方式。
3.如权利要求1所述的用于星载微波辐射计的数据传输装置，其特征在于，所述控制 电路部分由微处理器、译码控制接口、程序存储器、数据存储器以及外围电路构成，其中，所述微处理器依据其所需完成的功能采用不同型号的处理器，包括8位机、16位机及 32位机；所述程序存储器使用PROM或者E2PROM,其容量依据程序而定；所述数据存储器根据数据量的不同采用不同容量的静态存储器SRAM。
4.如权利要求3所述的用于星载微波辐射计的数据传输装置，其特征在于，所述控制 电路部分进一步包括看门狗硬件，以防止软件跑飞，从而在程序发生异常时控制电路能尽 快地自主恢复工作。
5.一种用于星载微波辐射计的数据传输装置的数据传输方法，其特征在于，是权利要 求1所述的用于星载微波辐射计的数据传输装置的数据传输方法，包括如下步骤1)控制电路部分根据系统规定的协议要求，接收来自卫星的信息和地面注入控制指 令，并将需要传输的数据分为两类科学数据和运行控制指令，两类数据分别存于不同的先 进先出存储器中，采用1553B总线控制器和两个先进先出存储器互为应答的方式；2)用于传输所述科学数据的先进先出存储器采用一次上电复位方式实现传输，所述控 制电路部分通过判读半满信号来确定是否读取数据，当查询到半满信号为高电平时，控制 电路继续查询此信号，当查询到半满信号为低时，启动数据读取；3)用于传输运行控制指令的先进先出存储器采用写入前控制电路对存储器进行复位 的方式实现传输，将1553B总线控制器所收到的来自卫星的信息和地面注入控制指令及时 在存储器中进行更新；4)当系统运行状态需要调整或地面发现下传的数据包中的值异常时，地面通过1553B 总线注入控制指令至数据传输装置的控制电路部分，通过更新用于传输运行控制指令的先 进先出存储器中的运行控制指令，使辐射计系统能够及时进行运行状态的调整；5)数据传输电路部分采用透明且不做任何处理地传输科学数据的方式进行数据传输， 当传输到地面的数据中有部分失效的数据时，在数据下传至地面后，综合判断具体失效通 道，剔除失效数据。
6.如权利要求5所述的用于星载微波辐射计的数据传输装置的数据传输方法，其特征 在于，所述控制电路部分由微处理器、译码控制接口、程序存储器、数据存储器以及外围电 路构成，其中，所述微处理器依据其所需完成的功能采用不同型号的处理器，包括8位机、16位机及 32位机；所述程序存储器使用PROM或者E2PROM,其容量依据程序而定； 所述数据存储器根据数据量的不同采用不同容量的静态存储器SRAM。
7.如权利要求6所述的用于星载微波辐射计的数据传输装置的数据传输方法，其特征 在于，所述控制电路部分进一步包括看门狗硬件，以防止软件跑飞，从而在程序发生异常时 控制电路能尽快地自主恢复工作。
全文摘要
本发明提供一种用于星载微波辐射计的数据传输装置及其数据传输方法。该数据传输装置包括控制电路部分和数据传输电路部分，控制电路部分是根据系统规定的协议要求，接收来自卫星的地面注入信号及控制数据传输电路完成科学数据的传输；数据传输电路部分由1553B总线控制器和双先进先出存储器完成，依据控制电路所发出的指令采用一个先进先出存储器完成辐射计遥感数据的读取，采用另一个先进先出存储器完成对辐射计控制命令的发送。本发明通过采取1553B总线控制器和双先进先出存储器的互为应答方式设计，既避免了繁琐的总线协议和复杂的对外接口所带来的可靠性降低的缺点，又适用于不同数据传输速率的数据传输系统，同时又使系统的重量和体积减轻。
文档编号G08C17/02GK101894450SQ20091008414
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月20日 优先权日2009年5月20日
发明者刘和光, 孙茂华, 张升伟, 李靖, 林颖 申请人:中国科学院空间科学与应用研究中心