包裝協(xié)議數(shù)據(jù)單元 - AOS上行鏈路控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　包裝協(xié)議數(shù)據(jù)單元(E_PDU)如下：

?

　　2 控制器的實(shí)現(xiàn)

　　在控制器的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的選擇上使用了我國(guó)方舟(ARCA)科技公司GT2000嵌入式開(kāi)發(fā)板，因?yàn)镚T2000是方舟科技的一款基于方舟二號(hào)為核心的嵌入式CPU產(chǎn)品，是我國(guó)第一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)CPU。它在主頻400 MHz下運(yùn)行時(shí)最大功耗只有360 mW，具有高性能、低功耗的特點(diǎn)，對(duì)于研究具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的AOS的底層接口器件、關(guān)鍵模塊和設(shè)備具有重要的意義。GT2000提供兩個(gè)串口，一個(gè)以太網(wǎng)口及其他外設(shè)接口。鏈路控制器就是利用其提供的以太網(wǎng)口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)由于GT2000內(nèi)嵌Linux操作系統(tǒng)使進(jìn)程間通信機(jī)制十分靈活，而且Linux系統(tǒng)所提供的Socket通信接口和各種豐富的系統(tǒng)異步時(shí)間處理方式為在其上快速地處理數(shù)據(jù)提供了極大的方便。

　　根據(jù)前述控制器所完成的功能，在Linux平臺(tái)上采用標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

　　上行鏈路控制器工作過(guò)程中最重要的是解復(fù)用功能。首先判斷首導(dǎo)頭指針，當(dāng)首導(dǎo)頭的指針在M_PDU數(shù)據(jù)域長(zhǎng)度范圍內(nèi)時(shí)，M_PDU模塊把首導(dǎo)頭指針?biāo)甘镜纳弦粋€(gè)CCSDS包的剩余部分放入CCSDS緩沖區(qū)，此時(shí)CCSDS緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)是一個(gè)完整的CCSDS格式包，然后判斷它的數(shù)據(jù)類(lèi)型，如果是包裝數(shù)據(jù)，則調(diào)用DE_PDU模塊，進(jìn)行解包，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，緩沖區(qū)清零。接著處理M_PDU包區(qū)中新開(kāi)始的CCSDS包，首先判斷該CC-SDS導(dǎo)頭是否包含長(zhǎng)度域，如果不包含長(zhǎng)度域，則把該M_PDU包的剩余部分全部放入CCSDS緩沖區(qū)，繼續(xù)接收下一個(gè)M_PDU包。如果包含有長(zhǎng)度域，則計(jì)算此CCSDS包的長(zhǎng)度，并與M_PDU剩余的長(zhǎng)度進(jìn)行比較，CCSDS包的長(zhǎng)度大于M_PDU剩余長(zhǎng)度時(shí)，則把M_PDU的剩余部分?jǐn)?shù)據(jù)全部放入CCSDS緩沖區(qū)，繼續(xù)接收下一個(gè)M_PDU數(shù)據(jù)。CCSDS包的長(zhǎng)度等于M_PDU剩余長(zhǎng)度時(shí)，則把M_PDU的剩余部分?jǐn)?shù)據(jù)全部放入CCSDS緩沖區(qū)，繼續(xù)接收下一個(gè)M_PDU數(shù)據(jù)。CCSDS包的長(zhǎng)度小于M_PDU剩余長(zhǎng)度時(shí)，則把此CCSDS包全部放入CCSDS緩沖區(qū)，判斷其版本號(hào)，如果是可復(fù)用數(shù)據(jù)就直接轉(zhuǎn)發(fā)出去，如果是不可復(fù)用數(shù)據(jù)，則調(diào)用解包裝模塊DE_PDU，進(jìn)行解包，再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，然后循環(huán)判斷M_PDU中下一個(gè)CCSDS包，直至CCSDS包的長(zhǎng)度大于或等于M_PDU剩余長(zhǎng)度后，繼續(xù)接收時(shí)的剩余部分?jǐn)?shù)據(jù)全部放入CCSDS緩沖區(qū)，繼續(xù)接收下一個(gè)M_PDU數(shù)據(jù)。解復(fù)用模塊的工作流程如圖2所示。

?

　　3 測(cè)試及驗(yàn)證

　　鏈路控制器可以支持多路數(shù)據(jù)，首先模擬一些真實(shí)的數(shù)據(jù)：非定界字符串，IPV6，IPV4，CP_PDU，把PC機(jī)和控制器通過(guò)以太網(wǎng)口相聯(lián)，把模擬的各種數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器，控制器接收數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別處理。測(cè)試結(jié)果表明該控制器可以較好地進(jìn)行數(shù)據(jù)的解VCA和解復(fù)用，無(wú)丟包現(xiàn)象，工作穩(wěn)定、可靠。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　本文介紹了基于國(guó)產(chǎn)芯片設(shè)計(jì)的AOS系統(tǒng)的上行鏈路控制器，采用該控制器可以較好地處理模擬的航天器數(shù)據(jù)，并且對(duì)數(shù)據(jù)傳輸中的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，為今后進(jìn)一步的研究打下基礎(chǔ)。