包裝協(xié)議數(shù)據(jù)單元 - AOS上行鏈路控制器的設(shè)計與實現(xiàn)

　　包裝協(xié)議數(shù)據(jù)單元(E_PDU)如下：

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　　2 控制器的實現(xiàn)

　　在控制器的實現(xiàn)平臺的選擇上使用了我國方舟(ARCA)科技公司GT2000嵌入式開發(fā)板，因為GT2000是方舟科技的一款基于方舟二號為核心的嵌入式CPU產(chǎn)品，是我國第一個具有自主知識產(chǎn)權(quán)CPU。它在主頻400 MHz下運行時最大功耗只有360 mW，具有高性能、低功耗的特點，對于研究具有我國自主知識產(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提供兩個串口，一個以太網(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)口進行數(shù)據(jù)傳輸。同時由于GT2000內(nèi)嵌Linux操作系統(tǒng)使進程間通信機制十分靈活，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平臺上采用標準的C語言進行實現(xiàn)。

　　上行鏈路控制器工作過程中最重要的是解復用功能。首先判斷首導頭指針，當首導頭的指針在M_PDU數(shù)據(jù)域長度范圍內(nèi)時，M_PDU模塊把首導頭指針所指示的上一個CCSDS包的剩余部分放入CCSDS緩沖區(qū)，此時CCSDS緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)是一個完整的CCSDS格式包，然后判斷它的數(shù)據(jù)類型，如果是包裝數(shù)據(jù)，則調(diào)用DE_PDU模塊，進行解包，然后進行轉(zhuǎn)發(fā)，緩沖區(qū)清零。接著處理M_PDU包區(qū)中新開始的CCSDS包，首先判斷該CC-SDS導頭是否包含長度域，如果不包含長度域，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M_PDU包。如果包含有長度域，則計算此CCSDS包的長度，并與M_PDU剩余的長度進行比較，CCSDS包的長度大于M_PDU剩余長度時，則把M_PDU的剩余部分數(shù)據(jù)全部放入CCSDS緩沖區(qū)，繼續(xù)接收下一個M_PDU數(shù)據(jù)。CCSDS包的長度等于M_PDU剩余長度時，則把M_PDU的剩余部分數(shù)據(jù)全部放入CCSDS緩沖區(qū)，繼續(xù)接收下一個M_PDU數(shù)據(jù)。CCSDS包的長度小于M_PDU剩余長度時，則把此CCSDS包全部放入CCSDS緩沖區(qū)，判斷其版本號，如果是可復用數(shù)據(jù)就直接轉(zhuǎn)發(fā)出去，如果是不可復用數(shù)據(jù)，則調(diào)用解包裝模塊DE_PDU，進行解包，再進行轉(zhuǎn)發(fā)，然后循環(huán)判斷M_PDU中下一個CCSDS包，直至CCSDS包的長度大于或等于M_PDU剩余長度后，繼續(xù)接收時的剩余部分數(shù)據(jù)全部放入CCSDS緩沖區(qū)，繼續(xù)接收下一個M_PDU數(shù)據(jù)。解復用模塊的工作流程如圖2所示。

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　　3 測試及驗證

　　鏈路控制器可以支持多路數(shù)據(jù)，首先模擬一些真實的數(shù)據(jù)：非定界字符串，IPV6，IPV4，CP_PDU，把PC機和控制器通過以太網(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)進行識別處理。測試結(jié)果表明該控制器可以較好地進行數(shù)據(jù)的解VCA和解復用，無丟包現(xiàn)象，工作穩(wěn)定、可靠。

　　4 結(jié)語

　　本文介紹了基于國產(chǎn)芯片設(shè)計的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)，并且對數(shù)據(jù)傳輸中的一些關(guān)鍵技術(shù)進行了驗證，為今后進一步的研究打下基礎(chǔ)。