基于FPGA的高速遙感衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前遙感衛(wèi)星系統(tǒng)在軍民各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，發(fā)展迅猛。但由于開(kāi)發(fā)遙感衛(wèi)星地面接收機(jī)時(shí)不便與在軌衛(wèi)星聯(lián)調(diào)，所以研制由地面接收機(jī)和與其匹配工作的模擬器組成的衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)意義重大。本文首先對(duì)衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了調(diào)研和總結(jié)，在此基礎(chǔ)上，提出了本課題中衛(wèi)星模擬器及接收機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)和總體設(shè)計(jì)方案。
　　本文在分析了衛(wèi)星圖像傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)要求后，確立了基于FPGA的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。整個(gè)方案包括硬件和軟件兩大部

2、分。硬件系統(tǒng)采用FPGA作為主控芯片，配合Xilinx公司ML605開(kāi)發(fā)板上外設(shè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與處理；實(shí)現(xiàn)了PCIE DMA接口，完成數(shù)據(jù)在PC機(jī)與板卡間的高速傳輸；提出了基于AXI4總線的DDR3多端口存儲(chǔ)控制方法，解決了多個(gè)控制模塊同時(shí)訪問(wèn)一塊DDR3存儲(chǔ)器時(shí)可能存在沖突的問(wèn)題；設(shè)計(jì)了條帶噪聲去除模塊接口和信道編解碼模塊接口，集成了圖像處理和基于CCSDS標(biāo)準(zhǔn)的信道數(shù)據(jù)處理功能。軟件系統(tǒng)主要分為應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序兩部分，本文設(shè)計(jì)的應(yīng)

3、用程序負(fù)責(zé)與用戶交互，通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序完成對(duì)圖像數(shù)據(jù)收發(fā)過(guò)程的控制。
　　最后，本文對(duì)軟、硬件模塊和系統(tǒng)整體圖像數(shù)據(jù)傳輸功能進(jìn)行了測(cè)試。硬件測(cè)試針對(duì)FPGA資源消耗和時(shí)序分析、DDR3多端口存儲(chǔ)控制器性能和條帶噪聲去除接口功能展開(kāi)。軟件測(cè)試驗(yàn)證了DMA傳輸速率和應(yīng)用程序的基本功能。結(jié)果表明，衛(wèi)星模擬器和接收機(jī)能完成圖像數(shù)據(jù)的模擬發(fā)送、大容量緩存、信道編解碼、條帶噪聲去除和接收顯示的各項(xiàng)設(shè)計(jì)功能。雖然部分模塊的性能仍有待提高，但作為設(shè)計(jì)