基于FPGA的高速遙感衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計與實現(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。但由于開發(fā)遙感衛(wèi)星地面接收機(jī)時不便與在軌衛(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)計方案。
　　本文在分析了衛(wèi)星圖像傳輸系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)和技術(shù)要求后，確立了基于FPGA的系統(tǒng)設(shè)計方案。整個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開發(fā)板上外設(shè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與處理；實現(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多端口存儲控制方法，解決了多個控制模塊同時訪問一塊DDR3存儲器時可能存在沖突的問題；設(shè)計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)動程序兩部分，本文設(shè)計的應(yīng)

3、用程序負(fù)責(zé)與用戶交互，通過驅(qū)動程序完成對圖像數(shù)據(jù)收發(fā)過程的控制。
　　最后，本文對軟、硬件模塊和系統(tǒng)整體圖像數(shù)據(jù)傳輸功能進(jìn)行了測試。硬件測試針對FPGA資源消耗和時序分析、DDR3多端口存儲控制器性能和條帶噪聲去除接口功能展開。軟件測試驗證了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設(shè)計功能。雖然部分模塊的性能仍有待提高，但作為設(shè)計