面向空間應用的高速可靠傳輸接口設計與實現(xiàn).pdf

1、復雜的空間環(huán)境對氣象衛(wèi)星和定位雷達中數(shù)據(jù)采集與存儲系統(tǒng)的傳輸準確性影響很大，同時，研究人員需要處理的數(shù)據(jù)量與日俱增，基于Aurora協(xié)議和高速串行收發(fā)器的接口設計是迄今為止主流的板級間高速傳輸解決方案，遺憾的是Aurora協(xié)議并未對傳輸?shù)目煽啃宰龀霰ＷC，在得到傳輸速率優(yōu)勢的同時，無法確保數(shù)據(jù)的準確性，在面向空間環(huán)境的應用中，數(shù)據(jù)傳輸異常的可能性大大增加，此時提高傳輸接口的可靠性就非常重要了。本文給出一種結(jié)合差錯控制技術(shù)的改進方式，用來提

2、升Aurora高速傳輸接口的可靠性，使其能夠勝任空間環(huán)境的應用。
　　首先，本文分析了面向空間應用傳輸接口的相關(guān)問題，并在研究信道各種噪聲后，將實際信道建模為加性高斯白噪聲信道模型，然后在此基礎(chǔ)上，給出了兩個基于差錯控制技術(shù)的可靠性提升改進方案：
　　1.基于前向糾錯技術(shù)方案，從建立的信道模型開始，分析不同糾錯碼型的適用性和糾錯性能，構(gòu)造了合適的QC-LDPC碼并仿真了它的糾錯性能，同時給出了相應的編譯碼算法。
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3、.基于檢錯重傳技術(shù)方案，在分析了Aurora64B/66B協(xié)議及其對應IP核的傳輸邏輯和可擴展性后，重新設計了數(shù)據(jù)收發(fā)模塊并添加了重傳控制邏輯，實現(xiàn)了停止等待的重傳方式。
　　在本文第五章，對上述兩個方案進行了實現(xiàn)和驗證，方案一利用嵌入式軟核搭建了片上系統(tǒng)以實現(xiàn)QC-LDPC碼的編譯過程，信道誤碼率為10?6，傳輸過程中Aurora64B/66B核單線速為5Gbps時，無誤碼秒百分數(shù)％EFS為99.68%，說明采用了該方案后，速率

4、雖然高達5Gbps，但在99.68%的時間內(nèi)是可靠的。方案二在相同的信道誤碼率10?6下，若將最大重傳次數(shù)定為4次，幀長為4096字節(jié)，則采用此方案后，可以將傳輸接口的誤幀率將低到1.08×10?6。結(jié)果表明，兩個方案均有效地提升了傳輸接口的可靠性，前者流控簡單且不需要額外的數(shù)據(jù)幀緩存，但是編譯碼算法的復雜度增加了傳輸延時。后者利用了Aurora64B/66B核內(nèi)部集成的CRC檢錯功能，僅需額外添加部分控制邏輯便可實現(xiàn)停止等待的重傳方式