CN201957032U - 基于fpga和优先级的宽带自适应复接器和解复接器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于数字复接技术领域，本实用新型公开了一种基于FPGA和优先级的宽带自适应复接器和解复接器。复接器包括第一异步串行接口ASI、第一语音数据接口、第一个两组RS232接口、第一现场可编程门阵列FPGA和调制模块；所述第一异步串行接口ASI、第一语音数据接口、第一个两组RS232接口分别与第一现场可编程门阵列FPGA连接，所述第一现场可编程门阵列FPGA和调制模块连接。本实用新型还公开了相应的解复接器。本实用新型公开的复接器和解复接器充分利用链路带宽又能够满足各分路信号的传输特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及数字复接技术领域，尤其涉及一种基于FPGA（Field－Programmable Gate Array：即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物）的宽带自适应复接器和解复接器。
背景技术
数字复接技术的应用首先是从市话中继传输开始的，当时为适应非同步支路的灵活连接，采用塞入脉冲技术将准同步的低速支路信号复接为高速数码流。开始时传输媒介是电缆，由于频带资源紧张，因此主要着眼于控制塞入抖动及节约辅助比特开销，根据国家／地区的技术历史形成了美、日、欧三种不同速率结构的准同步数字系列。
在飞行器通信***中，飞行器和地面控制中心时时刻刻都有数据交换。飞行器要将自己的状态信号以及图像采集***所采集的图像信号实时的传送到地面。地面控制中心也要分析飞行器传送回来的数据信号，并做出正确的反应，将相应的控制信号传送到飞行器上。在飞行器传送到地面的数据信号中，可分为实时和非实时不同类型的信号，即飞行器的状态信号和图像信号以及采集的一些非实时数据。在实际的数据传送中，各路数据可能时有时无，如图像数据并不是一直都有的。当地面控制中心发送采集图像的指令后，飞行器上的图像采集装置才开始采集数据。所以在某些时候，某路信号并没有数据传回。而其它各路信号的数据量也是上下波动的，如果给每个分路分配固定的带宽，必定会造成带宽的浪费。现有技术中的数字复接技术一般采用给每个分路分配固定的带宽的方式，而在某些时候，某路信号并没有数据传回。而其它各路信号的数据量也是上下波动的，导致带宽的浪费。
实用新型内容
针对现有技术中存在的平均分派带宽导致的带宽的浪费的技术问题，因此有必要提供一种基于FPGA和优先级的宽带自适应复接器和解复接器。
本实用新型公开了一种基于FPGA和优先级的宽带自适应复接器和解复接器。一种基于FPGA和优先级的宽带自适应复接器，包括第一异步串行接口ASI、第一语音数据接口、第一个两组RS232接口、第一现场可编程门阵列FPGA和调制模块；上述第一异步串行接口ASI、第一语音数据接口、第一个两组RS232接口分别与第一现场可编程门阵列FPGA连接，上述第一现场可编程门阵列FPGA和调制模块连接。本实用新型还公开了与上述的复接器相应的解复接器，包括第二异步串行接口ASI、第二语音数据接口、第二个两组RS232接口、第二现场可编程门阵列FPGA和解调模块；上述第二异步串行接口ASI、第二语音数据接口、第二个两组RS232接口分别与第二现场可编程门阵列FPGA连接，上述第二现场可编程门阵列FPGA和解调模块连接。
本实用新型的有益效果为：提供一种基于FPGA和优先级的宽带自适应复接器和解复接器，上述复接器和解复接器利用按帧复接和异步复接的方式，采用缓冲来完成码率调整，充分利用链路带宽又能够满足各分路信号的传输特性。
附图说明
图1为本实用新型的复接器结构图。
图2为本实用新型的解复接器结构图。
图3为复接器的工作原理图。
图4为帧格式示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。本实用新型公开了一种基于FPGA和优先级的宽带自适应复接器和解复接器。
如图1所示的本实用新型的复接器结构图，其包括第一异步串行接口ASI、第一语音数据接口、第一个两组RS232接口、第一现场可编程门阵列FPGA和调制模块；上述第一异步串行接口ASI、第一语音数据接口、第一个两组RS232接口分别与第一现场可编程门阵列FPGA连接，上述第一现场可编程门阵列FPGA和调制模块连接。一路视频数据通过第一异步串行接口ASI送到第一FPGA，一路语音数据通过AMBE2000压缩后送到第一FPGA，第一个两组RS232接口数据直接进入第一FPGA，四路数据经过复接后，送到调制模块进行调制送射频模块发送出去。其中上述RS232接口为个人计算机上的通讯接口之一，由电子工业协会(Electronic Industries Association，EIA) 所制定的异步传输标准接口。RS-232 接口以9个引脚 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现，分别称为 COM1 和 COM2。
如图2所示的本实用新型的解复接器结构图，其包括第二异步串行接口ASI、第二语音数据接口、第二个两组RS232接口、第二现场可编程门阵列FPGA和解调模块；上述第二异步串行接口ASI、第二语音数据接口、第二个两组RS232接口分别与第二现场可编程门阵列FPGA连接，上述第二现场可编程门阵列FPGA和解调模块连接。相应地，解复解器的工作过程和复接器的工作过程相反，射频部分收到信号后送到解调模块解调，解调后的数据送到解复接模块进行解复接，解复接后的各路数据送到各自对应的输出接口进行显示或是进一步的数据处理。
如图3所示的复接器的工作原理图，本实用新型采用按帧复接和异步复接的方式。由于参与复接的各分路信号是异步的，在复接前，必须将各分路的数据转换为合路时钟频域的数据。即在进行各路数据复接之前必须进行码率调整。在本实用新型技术中采用缓冲技术来完成码率调整，数据进入FPGA后，输入一个异步FIFO，如果输入数据有数据时钟信号则直接用数据时钟作为FIFO的数据输入时钟，如果没有数据时钟则采用时钟恢复电路提取出输入信号时钟频率作为FIFO的输入时钟信号，用本地时钟信号（复接后的输出时钟）作为FIFO的数据输出时钟信号。各路的码率调整完成后，复接单元接收各分路信号经过码速调整后的数据，按照时分复用的方式，分别将各路数据加上帧头，再由同一个端口输出。本实用新型采用按帧复接的方式，每帧的最大数据数固定 (包括帧头)，帧的长度是可变的。在每帧前都加上帧头以便解复接端能将各分路的数据还原。
在本复接器设计根据数据的实时性和数据的重要程度对各路数据进行优先级设计，实时性高的优先级最高，重要性高的数据次之。并且不限定每个分路的具体带宽，各分路可自己根据数据传送要求，实时的调整自己的带宽，根据数据传输的最大延迟要求，设定每帧数据的最大数据量。对各个分路采用优先级方式，优先级高的数据有传送请求就先复接，优先级低的数据有请求，必须在优先级高的复接完了后才能复接后发送，对于某些实时性要求高，且速率小的信号，如语音，GPS信息等，则采用在每个帧中都***这路数据进行传输，这个***的数据部分可以灵活多变，可根据实际的需要进行***数据的安排。如果各路数据都没有传输的数据请求，采用固定码字进行填充帧数据，这样保证实时数据的传输要求，又具有更大的灵活性，对带宽的利用率也高。
如图4所示的具体的帧格式示意图，这里的同步头是为了保证数据传输的群同步，也就是帧同步。这是正确接收包数据的前提条件，所以在帧头中，同步字段是最先发送到合路输出信道上。同步字段后是***的数据量小的实时数据，如语音等，大小最大能***10个BYTE，可以根据需要进行调整，该数据每个帧都要传送来保证数据的实时性。然后才是帧标识字段。该字段的作用是表明该包的数据是来自于哪条分路，在解复接的时候根据这个字段恢复出这条分路的数据。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种基于FPGA和优先级的宽带自适应复接器，其特征在于包括第一异步串行接口ASI、第一语音数据接口、第一个两组RS232接口、第一现场可编程门阵列FPGA和调制模块；所述第一异步串行接口ASI、第一语音数据接口、第一个两组RS232接口分别与第一现场可编程门阵列FPGA连接，所述第一现场可编程门阵列FPGA和调制模块连接。
2.如权利要求1所述的复接器相应的解复接器，其特征在于包括第二异步串行接口ASI、第二语音数据接口、第二个两组RS232接口、第二现场可编程门阵列FPGA和解调模块；所述第二异步串行接口ASI、第二语音数据接口、第二个两组RS232接口分别与第二现场可编程门阵列FPGA连接，所述第二现场可编程门阵列FPGA和解调模块连接。
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