一種基于測控數傳一體化應答機統(tǒng)一時鐘域實現方法
【專利摘要】一種基于測控數傳一體化應答機統(tǒng)一時鐘域實現方法，在FPGA中實現，采用全數字同源設計，利用指令識別及控制、復位控制、整數分頻計數器、高精度的累加寄存器與定時清零、不定時清零相結合的方式，產生了擴頻傳輸模式時鐘clkkp，高速數據傳輸模式時鐘clkk1，高速數據傳輸模式時鐘clkk2，以及在高速數據傳輸速率K1bps模式與K2bps模式下組幀所用時鐘clkk3和clkk4，實現了全數字化的高速數據與測控信號的一體化融合設計，保證了測量精度。
【專利說明】一種基于測控數傳一體化應答機統(tǒng)一時鐘域實現方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明一種基于測控數傳一體化應答機統(tǒng)一時鐘域實現方法，是實現星地一體化測控的關鍵技術，屬于星地測控【技術領域】。

【背景技術】
[0002]現有的星地測控數字化應答機具備偽碼測距、載波多普勒測速、數據信息處理及傳輸等諸多功能，測距通過擴頻偽碼雙向測偽距實現，測速通過測量上行、下行兩個單向載波偽多普勒實現。下行測量信號采用測量幀結構，下行測量幀調制擴頻應答機狀態(tài)信息、上行偽距、偽多普勒測量信息等。隨著我國衛(wèi)星應用事業(yè)的飛速發(fā)展，對衛(wèi)星抗干擾、保密、可靠性等得要求越來越高。因此，近年來提出一種基于非相干測距測速原理的測控數傳一體化體制的測控模式，該體制遵循CCSDS協(xié)議的AOS標準，利用等時性插入業(yè)務，需要實現高速數據與測控信號的一體化融合設計。以往的時鐘域設計方法無法滿足多模式測量系統(tǒng)中測量精度的要求。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的技術解決問題是:克服現有技術不足，提出一種基于測控數傳一體化應答機統(tǒng)一時鐘域實現方法，保證了在不同傳輸方式下本地測量秒脈沖和高速數據傳輸時鐘間相位穩(wěn)定，抖動誤差可控，從而提高了測量的精度。
[0004]本發(fā)明的技術解決方案是:一種基于測控數傳一體化應答機統(tǒng)一時鐘域實現方法，包括指令識別階段 、測量脈沖生成階段、復位信號生成階段、下行發(fā)送速率時鐘生成階段、組幀時鐘生成階段，所述指令識別階段如下:
[0005](I)應答機接收并依次讀取外部4條指令線包括低速(小于等于IMbps)擴頻指令、高速(大于IMbps且小于5Mbps)數據傳輸指令、高速Ibps傳輸速率指令和高速K2bps傳輸速率指令，當每個指令線為高并持續(xù)時長大于等于60ms時，應答機工作在相對應的工作模式下；
[0006](2)根據步驟(1)讀取的外部4條指令線，生成下行工作模式控制信號down_state ;下行工作模式控制信號down_state為2bit的std_logic_vector型無符號整數，當步驟(1)讀取到低速擴頻指令時，表示接收到的為低速指令，設置doWn_State的值為"01〃 ；當步驟(1)讀取到高速數據傳輸指令時，設置d0Wn_State(l)的值為’ I’ ；當步驟(I)讀取到高速Ibps傳輸速率指令時,設置down_state的值為〃10〃, down_state (O)的值為’O’ ；當步驟(1)讀取到高速K2bps傳輸速率指令時,設置down_state的值為〃ll〃,down_state (O)的值為 ’ I’ ；
[0007]所述測量脈沖生成階段如下:
[0008](3)由系統(tǒng)時鐘clksys做為觸發(fā)信號生成IHz的2n分頻時鐘，η =
O,I, 2，3，……，Ν-1, N為大于等于零的整數；
[0009](4)設系統(tǒng)時鐘頻率為Μ，使用計數器Ml對步驟(3)產生的2η分頻時鐘進行累加計數，當分頻計數器Ml = K/2n時產生頻率為2ηΗζ的時鐘信號clk2nHz ；
[0010](5)使用計數器M2對步驟(4)產生的clk2nHz進行累加計數，當計數器M2 = 2^1時產生0.5秒的時鐘信號clk2pps，0.5秒的時鐘信號clk2pps頻率為2Hz ；
[0011](6)使用計數器M3對步驟(5)產生的clk2pps進行累加計數，當計數器M3 = 2時產生I秒的時鐘信號clkls，I秒的時鐘信號clkls頻率為IHz ；
[0012](7)使用系統(tǒng)時鐘觸發(fā)，取步驟⑷產生的時鐘信號clk2nHz的上升沿，得到間隔為2nHz，高電平寬度為一個系統(tǒng)時鐘周期的脈沖信號Pulse_2n ；
[0013](8)使用系統(tǒng)時鐘觸發(fā)，取步驟(5)產生的0.5秒時鐘信號clk2pps的上升沿，得到間隔為0.5秒，高電平寬度為一個系統(tǒng)時鐘周期的脈沖信號Pulse_2pps ；
[0014](9)使用系統(tǒng)時鐘觸發(fā)，取步驟(6)產生的I秒時鐘信號clkls的上升沿，得到間隔為I秒，高電平寬度為一個系統(tǒng)時鐘周期的脈沖信號Pulse_ls ；
[0015]所述的復位信號生成階段如下:
[0016](10)當上電復位信號reset的值為’O’時，初始化復位信號rstl_sig的值為’ I’，用比系統(tǒng)時鐘clksys寬5-10個整數倍周期的脈沖信號對步驟(2)的下行工作模式控制信號doWn_State進行采樣，比較前一采樣時刻和后一采樣時刻的采樣值是否相等，若不相等則使rstl_sig的值為’ O’，即產生復位信號；若二者的值相等則使rstl_sig的值為’ I’，即不產生復位信號；
[0017](11)將步驟(7)產生的脈沖信號Pulse_2n信號作為使能信號產生rst2_sig，當上電復位信號reset的值為’O’時，給信號rst2_sig賦值’ I’，即不產生復位信號；(2)當Pulse_2n的值為’ I’時，給信號rst2_sig賦值’ O’即產生復位信號；
[0018](12)將步驟(9)產生脈沖信號脈沖信號Pulse_ls信號作為使能信號產生rst3_sig, (I)當上電復位信號reset的值為’ O’時，給信號rst3_sig賦值’ I’即不產生復位信號；(2)當Pulse_ls的值為’ I’時，給信號rst3_sig賦值’ O’即產生復位信號；
[0019]所述下行發(fā)送速率時鐘生成階段如下:
[0020](13)當上電復位信號reset的值為’O’或者步驟(11)產生的rst2_sig信號的值為，O，時，初始化第一累加寄存器aCCum_kp的值為O;當上電復位信號reset的值為’ 1’，且系統(tǒng)時鐘clksys的上升沿到來時,將第一累加寄存器accum_kp與常數conkp相加后更新第一累加寄存器accum_kp的值,則accum_kp輸出的最高位即為擴頻碼鐘clkkp ；
[0021](14)當上電復位信號reset的值為’ O’或者rstl_sig的值為’ O’或者rst2_sig的值為’ O’時，初始化第二累加寄存器accum_k的值為O ;當步驟(2)的下行工作模式控制信號down_state的值等于”10”時,用系統(tǒng)時鐘clksys上升沿觸發(fā)第二累加寄存器accum_k與常數conkl相加后更新第二累加寄存器accum_k的值；當步驟(2)的下行工作模式控制信號down_state的值等于”11”時,用系統(tǒng)時鐘clksys上升沿觸發(fā)第二累加寄存器accum_k與常數conk2相加后更新第二累加寄存器accum_k的值,accum_k輸出的最高位即為擴頻碼鐘 clkkl 或 clkk2 ；
[0022]所述組幀時鐘生成階段如下:
[0023](15)使用上電復位信號reset與rst3_sig的低電平對分頻計數器M3進行復位，當步驟(2)的下行工作模式控制信號doWn_State的值等于”11”時，用系統(tǒng)時鐘clksys的上升沿觸發(fā)對步驟(14)的時鐘clkkl計數，分頻產生編碼所用時鐘clkk3 ;當步驟(2)的下行工作模式控制信號down_State的值等于”10”時，用系統(tǒng)時鐘clksys的上升沿觸發(fā)對時鐘clkk2計數,分頻產生編碼所用時鐘clkk4。
[0024]本發(fā)明與現有技術相比的優(yōu)點是:
[0025](I)本發(fā)明步驟⑴中實現對大于等于60ms的高電平指令的識別，有效過濾掉指令鏈路中的毛刺，提高了錯誤指令識別概率。
[0026](2)本發(fā)明步驟(2)中采用2bit的下行工作模式控制信號，信號高位用來識別擴頻應答機下行工作模式:高速/低速；低位可識別在高速模式下的兩種不同工作速率。
[0027](3)本發(fā)明步驟(3)中采用系統(tǒng)時鐘clksys做為觸發(fā)信號生成IHz的2n分頻時鐘，增加了時鐘域設計的靈活性和多樣性。
[0028](4)本發(fā)明步驟(10)中使用對下行工作模式控制信號連續(xù)采樣的方式產生時鐘域復位信號，消除了不同工作模式間切換的不確定性，增加了時鐘域運行的穩(wěn)定性。
[0029](5)本發(fā)明步驟(13)中采用步驟(11)產生的rst2_sig信號對產生下行擴頻碼時鐘clkkp的累加寄存器進行復位，使下行擴頻碼時鐘與步驟(8)產生的本地測量脈沖Pulse_2pps保持相位穩(wěn)定，從而保證擴頻測量模式下的測量精度。
[0030](6)本發(fā)明步驟(14)中，使用步驟(10)產生的rstl_sig信號與步驟(11)產生的rst2_sig信號，對生成高速模式下的K1速率時鐘clkkl和K2速率時鐘clkk2的累加寄存器進行復位，使下行工作模式切換時刻clkkl和clkk2時鐘相位穩(wěn)定，并且使clkkl和clkk2與步驟(8)產生的本地測量脈沖Pulse_2pps保持相位穩(wěn)定，保證下行高速數傳模式傳輸時的測量精度。
[0031](7)本發(fā)明步驟(15)中，使用步驟(12)產生的rst3_sig信號對產生編碼所用時鐘clkk3和clkk4的分頻計數器進行復位,保證組巾貞起始時刻固定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為非相干測距原理圖；
[0033]圖2為非相干測速原理圖；
[0034]圖3為擴頻測距下的測量幀格式示意圖；
[0035]圖4為下行數據傳輸幀結構示意圖；
[0036]圖5為傳輸巾貞插入域不意圖；
[0037]圖6為本發(fā)明tbps模式下的測量數據插入方式示意圖；
[0038]圖7為本發(fā)明tbps模式下的測量秒脈沖與數據幀的對應關系示意圖；
[0039]圖8為本發(fā)明K2bps模式下的測量數據插入方式示意圖；
[0040]圖9為本發(fā)明K2bps模式下的測量秒脈沖與數據幀的對應關系示意圖；
[0041]圖10為本發(fā)明實現流程框圖；
[0042]圖11為本發(fā)明產生Is的2n整數分頻信號的示意圖。

【具體實施方式】
[0043]本發(fā)明的基本思路:該方法實現了以下方面的內容:⑴擴頻時鐘clkkplibps速率下數據傳輸時鐘clkkLKibps速率下數據傳輸時鐘clkk2在下行數據傳輸模式切換前后時鐘相位穩(wěn)定；⑵擴頻模式下，擴頻時鐘clkkp與本地測量秒脈沖Pulse_2pps保持相位穩(wěn)定；(3)高速數傳模式下:a.^bps速率時，clkkl與本地測量秒脈沖Pulse_2pps保持相位穩(wěn)定；組幀時，組幀時鐘clkk3與本地Is脈沖Pulse_ls的起始時刻保持一致。b.K2bps速率時，clkk2與本地測量秒脈沖Pulse_2pps保持相位穩(wěn)定；組幀時，組幀時鐘clkk4與本地Is脈沖Pulse_ls的起始時刻保持一致。
[0044]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行進一步的詳細描述。
[0045]一種基于測控數傳一體化應答機測距、測速采用擴頻體制下非相干測距測速原理，在高速數傳與測控體制下分別采用不用的幀格式實現對測量數據的傳輸，下面先對非相干測量原理以及不同模式下不同的測量幀格式進行描述。
[0046]1、基于測控數傳一體化設計的測量原理與下行幀格式
[0047](I)擴頻體制下非相干測距測速原理
[0048]非相干測量體制具體采用偽碼雙向比對的非相干測距測速技術，利用遙測信號進行非相干測量原理，如圖1和圖2所不。
[0049]該體制下的測量過程如下:
[0050]地面站上行測量幀編幀擴頻后，通過地面站產生的高精度時鐘(地面產生的測量秒脈沖clknpps’ )將上行鏈路測量幀數據發(fā)送到星上；衛(wèi)星接收到上行鏈路信號后進行解擴、解調、幀同步，再利用自身形成的下行測量幀同步后沿(即本地測量秒脈沖clknpps)對上行信號采樣，提取測距信息，并采樣上行偽多普勒值等測量信息(采用“固定周期測時間”的方法)，將上行測量數據實時放入下行遙測幀送至地面，下行幀頻根據需要而定。
[0051]地面接收到下行遙測信號后進行解調、幀同步，利用恢復的下行幀同步后沿對自身形成的上行信號采樣，提取測距信息，并采樣下行偽多普勒等下行測量信息。
[0052]地面對衛(wèi)星下傳的上行偽距、偽多普勒測量量、時間采樣值和地面測得的下行偽距、偽多普勒測量量、時間采樣值進行綜合計算得到距離和時差(星上幀同步出現時刻即采樣時刻)、速度和頻差(星上兩次幀同步出現之間即積分時間段Tint)。
[0053](2)擴頻模式下的測量幀格式
[0054]如圖3所示，擴頻模式下，下行測量幀由500bit組成，每bit信息速率為1000bps，則測量幀整幀長度為500ms (0.5秒)。測量秒脈沖是地面和星上采集測量信息與多普勒信息的采樣時刻，脈沖寬度根據實際需要選取。該工作模式下需要產生擴頻碼時鐘clkkp，測量秒脈沖時鐘Pulse_2pps,設計實現時要保證時鐘clkkp和時鐘Pulse_2pps間相位穩(wěn)定，
抖動誤差可控。
[0055](3)數據傳輸模式下測距測速幀格式
[0056]高速下行遙測采用數據傳輸幀結構，如圖4所示(含幀同步碼由i6個字節(jié)組成，每字節(jié)8bit，W表示一個字節(jié))。下行傳輸幀組幀后進行編碼，前端加附屬同步標識下傳。
[0057]下行數據傳輸模式中分為兩種速率，tbps和K2bps，分別對應下行幀幀頻分別為NI中貞/s和N2中貞/s。
[0058]利用擴頻非相干擴頻測距測速原理，將擴頻模式下的500bit測量幀按協(xié)議要求以插入域模式插入下行數據傳輸幀中。插入域共占18字節(jié)，用于插入主信道幀計數和非相干測量數據，衛(wèi)星遙測不同幀頻下插入測量數據的使用，如圖5所示。
[0059]Ibps 模式下:
[0060]該工作模式下，插入數據第I個字節(jié)用于計數，每秒從O開始至Nl-1進行幀循環(huán)計數。第2個字節(jié)用于傳輸上行測量數據，將500bit的測量幀Zl后加12bit的”0000”生成512bit的測量幀Z2，把Z2拆分成若干個字節(jié)，每個字節(jié)8個bit位，如圖6所示，每個數據幀內插入I個字節(jié)，每秒共插入NI個字節(jié)的測量數據幀。當幀計數為O與N1/2+1時，由幀同步碼最后一位后沿提供測量采樣脈沖，如圖7所示。該模式下需要產生數據傳輸時鐘clkkl,下行組巾貞時鐘clkk3,測量秒脈沖時鐘Pulse_2pps,組巾貞秒脈沖時鐘Pulse_ls,實現要求clkkl與本地測量秒脈沖Pulse_2pps保持相位穩(wěn)定，不產生相位抖動；組幀時,組幀時鐘clkk3與本地Is脈沖Pulse_ls的起始時刻保持一致。
[0061]K2bps 模式下:
[0062]該工作模式下，插入數據第I個字節(jié)用于計數，每秒從O開始至N2-1進行幀循環(huán)計數。第2個字節(jié)用于傳輸上行測量數據，將500bit的測量幀Zl后加12bit的”1111”生成512bit的測量幀Z2，把Z2拆分成若干個字節(jié)，每個字節(jié)8個bit位，如圖8所示，每個數據幀內插入4個字節(jié)，每秒共插入N2個字節(jié)的測量數據幀。當幀計數為O與N2/2時，由同步碼最后一位后沿提供測量采樣脈沖，如圖9所示。該模式下需要產生數據傳輸時鐘clkk2,下行組巾貞時鐘clkk4,測量秒脈沖時鐘Pulse_2pps,組巾貞秒脈沖時鐘Pulse_ls,實現要求clkk2與本地測量秒脈沖Pulse_2pps保持相位穩(wěn)定，不產生相位抖動；組幀時,組幀時鐘clkk4與本地Is脈沖Pulse_ls的起始時刻保持一致。
[0063]一種測控數傳一體化應答機統(tǒng)一時鐘域設計實現方法，實現方法中將詳細介紹前面涉及到的擴頻碼時鐘clkkp、高速數據傳輸時鐘clkkl、clkk2,高速下組巾貞時鐘clkk3、clkk4,以及測量秒脈沖Pulse_2pps與本地Is脈沖Pulse_ls的產生方法。
[0064]如圖10所示，圖10中給出了一種測控數傳一體化應答機統(tǒng)一時鐘域實現的流程，其中包括指令識別階段、測量脈沖生成階段、復位信號生成階段、下行發(fā)送速率時鐘生成階段、組幀時鐘生成階段。
[0065]一種基于測控數傳一體化應答機統(tǒng)一時鐘域設計實現的方法，包括指令識別階段、測量脈沖生成階段、復位信號生成階段、下行發(fā)送速率時鐘生成階段、組幀時鐘生成階段，所述指令識別階段如下:
[0066](I)應答機接收并依次讀取外部4條指令線包括低速擴頻指令、高速數據傳輸指令、高速tbps傳輸速率指令和高速K2bps傳輸速率指令，當每個指令線為高并持續(xù)時長大于等于60ms時，應答機工作在相對應的工作模式下；
[0067](2)根據步驟(I)讀取的外部4條指令線，生成下行工作模式控制信號down_state ;下行工作模式控制信號down_state為2bit的std_logic_vector型無符號整數，當步驟(I)讀取到低速擴頻指令時，表示接收到的為低速指令，設置doWn_State的值為"01〃 ；當步驟(I)讀取到高速數據傳輸指令時，設置d0Wn_State(l)的值為’ I’ ；當步驟(I)讀取到高速Ibps傳輸速率指令時,設置down_state的值為〃10〃, down_state (O)的值為’O’ ；當步驟(I)讀取到高速K2bps傳輸速率指令時,設置down_state的值為〃ll〃,down_state (O)的值為 ’ I’ ；
[0068]具體實現步驟如下:
[0069]I)低速擴頻指令的識別:
[0070]a、上電復位信號reset =’ O’時,初始化低速擴頻指令識別計數器edvl_count為全，O，；
[0071]b、當低速擴頻指令TM_L0W_SET =’ I’時，計數器edvl_count開始計數，edvl_count = edvl_count+' ；
[0072]C、其余情況下,設置計數器edvl_count的值為全’ O’。
[0073]2)數據傳輸指令的識別:
[0074]a、上電復位信號reset =’ O’時，初始化數傳指令識別計數器mdml_count為全，O，；
[0075]b、當數傳指令 TM_HIGH_SET =’1’ 時，計數器 mdml_count 開始計數，mdml_count=mdml_count+’ I’ ；
[0076]C、其余情況下,設置計數器mdml_count的值為全’ O’。
[0077]3) Kbps傳輸速率指令的識別
[0078]a、上電復位信號reset =’0’時,初始化Ibps傳輸指令識別計數器high_Klcount為全’ O’ ；
[0079]b、當 Ibps 傳輸指令 TM_HIGH_SET = ’ I ’ 時,計數器 high_Klcount 開始計數，high_Klcount = high_Klcount+’ I’ ；
[0080]C、其余情況下,設置計數器high_Klcount的值為全’ O’。
[0081 ] 4) K2bps傳輸速率指令的識別
[0082]a、上電復位信號reset =’0’時,初始化K2bps傳輸指令識別計數器high_K2count為全’ O’ ；
[0083]b、當 K2bps 傳輸指令 TM_HIGH_SET = ’ I’ 時，計數器 high_K2count 開始
[0084]計數，high_K2count= high_K2count+，I，；
[0085]C、其余情況下,設置計數器high_K2count的值為全’ O’。
[0086]5)下行工作模式控制信號的生成:a、設置2bit的std_logic_vector信號down_state_sig 與 down_state ；b.上電復位信號 reset =’ O，時，初始化 down_state_sig(I)=，O，;b、判別當計數器mdml_count大于數值X(X的取值取決于脈沖指令的寬度)時，置 down_state_sig (I) = ’ O，;當判別計數器 edvl_count 大于數值 X 時，置 down_state_sig(l) =，O，。
[0087]C、上電復位信號reset =’O’時,初始化down_state_sig(0) =，1，;判別計數器high_Klcount 大于數值 X 時，置 down_state_sig (O) = ’ O’ ；判別計數器 high_K2count 大于數值 X 時,置 down_state_sig(0) =，1，。
[0088]d、上電復位信號reset =’0’時,初始化down_state = 〃01〃(低速擴頻模式)；當down_state_sig = 〃01〃，置 down_state = 〃01〃。
[0089]e、把 down_state_sig 中的值賦給 down_state。
[0090]所述測量脈沖生成階段如下:
[0091](3)由系統(tǒng)時鐘clksys做為觸發(fā)信號生成IHz的2n分頻時鐘，η =
O,1,2, 3,……，Ν-1，Ν為正整數。實現流程如圖11所示，設系統(tǒng)時鐘頻率為K，則當分頻計數器Kl的值等于!(/^時，產生頻率為2ηΗζ的時鐘信號clk2nHz。此時使用計數器K2對clk2nHz進行累加計數，當計數器K2的值等于2114時輸出半秒測量時鐘clk2pps (2Hz)，對測量時鐘clk2pps進行整秒計數,使計數器K3的值等于2便產生秒脈沖clkls。
[0092](4)設系統(tǒng)時鐘頻率為M，使用計數器Ml對步驟(3)產生的2n分頻時鐘進行累加計數，當分頻計數器Ml = K/2n時產生頻率為2ηΗζ的時鐘信號clk2nHz。
[0093](5)使用計數器M2對步驟(4)產生的clk2nHz進行累加計數，當計數器M2 = 2^1時產生0.5秒的時鐘信號clk2pps，0.5秒的時鐘信號clk2pps頻率為2Hz ；
[0094](6)使用計數器M3對步驟(5)產生的clk2pps進行累加計數，當計數器M3 = 2時產生I秒的時鐘信號clkls，I秒的時鐘信號clkls頻率為IHz ；
[0095](7)使用系統(tǒng)時鐘觸發(fā)，取步驟⑷產生的時鐘信號clk2nHz的上升沿，得到間隔為2nHz，高電平寬度為一個系統(tǒng)時鐘周期的脈沖信號Pulse_2n ；
[0096](8)使用系統(tǒng)時鐘觸發(fā)，取步驟(5)產生的0.5秒時鐘信號clk2pps的上升沿，得到間隔為0.5秒，高電平寬度為一個系統(tǒng)時鐘周期的脈沖信號Pulse_2pps ；
[0097](9)使用系統(tǒng)時鐘觸發(fā)，取步驟(6)產生的I秒時鐘信號clkls的上升沿，得到間隔為I秒，高電平寬度為一個系統(tǒng)時鐘周期的脈沖信號Pulse_ls ；
[0098]所述的復位信號生成階段如下:
[0099](10)當上電復位信號reset的值為’O’時，初始化復位信號rstl_sig的值為’ I’，用比系統(tǒng)時鐘clksys寬5-10個整數倍周期的脈沖信號對步驟(2)的下行工作模式控制信號doWn_State進行采樣，比較前一采樣時刻和后一采樣時刻的采樣值是否相等，若不相等則使rstl_sig的值為’ O’，即產生復位信號；若二者的值相等則使rstl_sig的值為’ I’，即不產生復位信號；
[0100](11)將步驟(7) 產生的脈沖信號Pulse_2n信號作為使能信號產生rst2_sig，當上電復位信號reset的值為’O’時，給信號rst2_sig賦值’ I’，即不產生復位信號；(2)當Pulse_2n的值為’ I’時，給信號rst2_sig賦值’ O’即產生復位信號；
[0101](12)將步驟(9)產生脈沖信號脈沖信號Pulse_ls信號作為使能信號產生rst3_sig, (I)當上電復位信號reset的值為’ O’時，給信號rst3_sig賦值’ I’即不產生復位信號；(2)當Pulse_ls的值為’ I’時，給信號rst3_sig賦值’ O’即產生復位信號；
[0102]所述下行發(fā)送速率時鐘生成階段如下:
[0103](13)當上電復位信號reset的值為’O’或者步驟(11)產生的rst2_sig信號的值為，O，時，初始化第一累加寄存器aCCum_kp的值為O;當上電復位信號reset的值為’ 1’，且系統(tǒng)時鐘clksys的上升沿到來時,將第一累加寄存器accum_kp與常數conkp相加后更新第一累加寄存器accum_kp的值,則accum_kp輸出的最高位即為擴頻碼鐘clkkp ；
[0104](14)當上電復位信號reset的值為’ O’或者rstl_sig的值為’ O’或者rst2_sig的值為’ O’時，初始化第二累加寄存器accum_k的值為O ;當步驟(2)的下行工作模式控制信號down_state的值等于”10”時,用系統(tǒng)時鐘clksys上升沿觸發(fā)第二累加寄存器accum_k與常數conkl相加后更新第二累加寄存器accum_k的值；當步驟(2)的下行工作模式控制信號down_state的值等于”11”時,用系統(tǒng)時鐘clksys上升沿觸發(fā)第二累加寄存器accum_k與常數conk2相加后更新第二累加寄存器accum_k的值,accum_k輸出的最高位即為擴頻碼鐘 clkkl 或 clkk2 ；
[0105]所述組幀時鐘生成階段如下:
[0106](15)使用上電復位信號reset與rst3_sig的低電平對分頻計數器M3進行復位，當步驟(2)的下行工作模式控制信號doWn_State的值等于”11”時，用系統(tǒng)時鐘clksys的上升沿觸發(fā)對步驟(14)的時鐘clkkl計數，分頻產生編碼所用時鐘clkk3 ;當步驟(2)的下行工作模式控制信號down_State的值等于”10”時，用系統(tǒng)時鐘clksys的上升沿觸發(fā)對時鐘clkk2計數,分頻產生編碼所用時鐘clkk4。
[0107]本發(fā)明未詳細說明部分屬本領域技術人員公知常識。
【權利要求】
1.一種基于測控數傳一體化應答機統(tǒng)一時鐘域實現方法，其特征在于:包括指令識別階段、測量脈沖生成階段、復位信號生成階段、下行發(fā)送速率時鐘生成階段、組幀時鐘生成階段，所述指令識別階段如下: (1)應答機接收并依次讀取外部4條指令線包括低速擴頻指令、高速數據傳輸指令、高速1(山?8傳輸速率指令和高速K2bps傳輸速率指令，當每個指令線為高并持續(xù)時長大于等于60ms時，應答機工作在相對應的工作模式下； (2)根據步驟(1)讀取的外部4條指令線，生成下行工作模式控制信號down_State;下行工作模式控制信號down_state為2bit的std_logic_vector型無符號整數,當步驟(1)讀取到低速擴頻指令時，表示接收到的為低速指令，設置down_State的值為"01";當步驟(1)讀取到高速數據傳輸指令時，設置d0Wn_State(l)的值為’ I’ ；當步驟(1)讀取到高速K^ps傳輸速率指令時,設置down_state的值為〃10〃，down_state (O)的值為’ O’ ；當步驟(1)讀取到高速K2bps傳輸速率指令時,設置down_state的值為〃11", down_state (O)的值為，1，； 所述測量脈沖生成階段如下: (3)由系統(tǒng)時鐘clksys做為觸發(fā)信號生成IHz的2n分頻時鐘，η=.O, 1, 2，3，……，Ν-1, N為大于等于零的整數； (4)設系統(tǒng)時鐘頻率為Μ，使用計數器Ml對步驟(3)產生的2η分頻時鐘進行累加計數，當分頻計數器Ml = Κ/2η時產生頻率為2ηΗζ的時鐘信號clk2nHz ； (5)使用計數器M2對步驟(4)產生的clk2nHz進行累加計數，當計數器M2= 2114時產生0.5秒的時鐘信號clk2pps，0.5秒的時鐘信號clk2pps頻率為2Hz ； (6)使用計數器M3對步驟(5)產生的clk2pps進行累加計數，當計數器M3= 2時產生I秒的時鐘信號clkls，I秒的時鐘信號clkls頻率為IHz ； (7)使用系統(tǒng)時鐘觸發(fā)，取步驟(4)產生的時鐘信號clk2nHz的上升沿，得到間隔為2nHz，高電平寬度為一個系統(tǒng)時鐘周期的脈沖信號Pulse_2n ； (8)使用系統(tǒng)時鐘觸發(fā)，取步驟(5)產生的0.5秒時鐘信號clk2pps的上升沿，得到間隔為0.5秒，高電平寬度為一個系統(tǒng)時鐘周期的脈沖信號Pulse_2pps ； (9)使用系統(tǒng)時鐘觸發(fā)，取步驟(6)產生的I秒時鐘信號clkls的上升沿，得到間隔為I秒，高電平寬度為一個系統(tǒng)時鐘周期的脈沖信號Pulse_ls ； 所述的復位信號生成階段如下: (10)當上電復位信號reset的值為’O’時，初始化復位信號rstl_sig的值為’I’，用比系統(tǒng)時鐘clksys寬5-10個整數倍周期的脈沖信號對步驟(2)的下行工作模式控制信號down_state進行采樣，比較前一采樣時刻和后一采樣時刻的采樣值是否相等，若不相等則使rstl_sig的值為’ O’，即產生復位信號；若二者的值相等則使rstl_sig的值為’ I’，即不產生復位信號； (11)將步驟(7)產生的脈沖信號Pulse_2n信號作為使能信號產生rst2_sig，當上電復位信號reset的值為’O’時，給信號rst2_sig賦值’ I ’，即不產生復位信號；(2)當Pulse_2n的值為’ I’時，給信號rst2_sig賦值’ O’即產生復位信號； (12)將步驟(9)產生脈沖信號脈沖信號Pulse_ls信號作為使能信號產生rst3_sig，(I)當上電復位信號reset的值為’ O’時，給信號rst3_sig賦值’ I’即不產生復位信號；(2)當Pulse_ls的值為’ I’時，給信號rst3_sig賦值’ O’即產生復位信號； 所述下行發(fā)送速率時鐘生成階段如下: (13)當上電復位信號reset的值為’O’或者步驟(11)產生的rst2_sig信號的值為’O’時，初始化第一累加寄存器aCCum_kp的值為O ;當上電復位信號reset的值為’ 1’，且系統(tǒng)時鐘clksys的上升沿到來時,將第一累加寄存器accum_kp與常數conkp相加后更新第一累加寄存器accum_kp的值,則accum_kp輸出的最高位即為擴頻碼鐘clkkp ； (14)當上電復位信號reset的值為’O’或者rstl_sig的值為’ O’或者rst2_sig的值為’ O’時，初始化第二累加寄存器accum_k的值為O ;當步驟(2)的下行工作模式控制信號down_state的值等于” 10”時,用系統(tǒng)時鐘clksys上升沿觸發(fā)第二累加寄存器accum_k與常數conkl相加后更新第二累加寄存器accum_k的值；當步驟(2)的下行工作模式控制信號down_state的值等于” 11”時，用系統(tǒng)時鐘clksys上升沿觸發(fā)第二累加寄存器accum_k與常數conk2相加后更新第二累加寄存器accum_k的值，accum_k輸出的最高位即為擴頻碼鐘 clkkl 或 clkk2 ； 所述組幀時鐘生成階段如下: (15)使用上電復位信號reset與rst3_sig的低電平對分頻計數器M3進行復位，當步驟(2)的下行工作模式控制信號doWn_State的值等于”11”時，用系統(tǒng)時鐘clksys的上升沿觸發(fā)對步驟(14)的時鐘clkkl計數，分頻產生編碼所用時鐘clkk3;當步驟(2)的下行工作模式控制信號doWn_State的值等于”10”時，用系統(tǒng)時鐘clksys的上升沿觸發(fā)對時鐘clkk2計數,分頻產生編碼所用時鐘clkk4。
【文檔編號】H04L7/00GK104079340SQ201410298453
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權日:2014年6月26日
【發(fā)明者】呂晶晶, 趙鴻, 孫重磊, 楊瑜波, 聶少軍 申請人:西安空間無線電技術研究所