VDIF數(shù)據編幀模塊和數(shù)據預處理模塊的設計及FPGA實現(xiàn)
本文選題:甚長基線干涉測量 + 數(shù)據標準; 參考:《上海應用技術大學》2017年碩士論文
【摘要】:甚長基線干涉測量是20世紀60年代,末期發(fā)展起來的一種擁有高角分辨率的射電干涉測量技術。后來在天文領域內得到廣泛的應用。VLBI技術經過多年的發(fā)展,已經完善并建立了許多數(shù)據標準。這些標準使得各個VLBI機構之間的數(shù)據格式的不兼容性逐漸縮小。目前,國際上正在實現(xiàn)從Mark 5B數(shù)據格式到VDIF數(shù)據格式的轉換,代表性的是美國Haystack天文臺Mark 6系統(tǒng),輸出VDIF數(shù)據格式。目前已經被多個國家的天文機構采用。國內的VLBI觀測網也已經采購了數(shù)臺Mark 6,準備應用于國際VLBI聯(lián)測和國內VLBI陸態(tài)網等的觀測。對于每一次數(shù)據格式的轉變,其實質是對數(shù)據記錄設備和數(shù)據回放設備同時進行升級。對應Mark系列記錄設備,也同時有對應Mark系列的相關處理設備。目前國際上主流的開源軟件相關處理機DiFX也已經支持VDIF數(shù)據格式。國內探月工程測控系統(tǒng)VLBI測軌分系統(tǒng)也在積極開展VDIF數(shù)據格式的研究,并準備應用于下一期任務。為此,本文圍繞VLBI技術,結合VDIF數(shù)據格式的特點,主要展開了以下幾個方面的研究:1)首先對VLBI技術相關背景進行原理性研究;2)根據VLBI數(shù)據傳輸系統(tǒng)要求,研究符合VDIF數(shù)據格式特點的數(shù)據編幀模塊和數(shù)據預處理模塊;3)重點設計了基于VDIF數(shù)據格式的數(shù)據編幀模塊,從功能上把數(shù)據編幀模塊主要分解數(shù)據字產生模塊、數(shù)據字FIFO模塊、數(shù)據幀頭信息產生模塊、數(shù)據幀頭FIFO模塊、數(shù)據幀控制器模塊、數(shù)據幀F(xiàn)IFO模塊和輸出控制器模塊;4)重點設計了基于VDIF數(shù)據格式的數(shù)據預處理模塊,從功能上把數(shù)據預處理模塊主要分解去幀頭模塊、去幀頭后數(shù)據緩存模塊、扇入模塊、交叉選擇模塊和輸出FIFO模塊;5)最后對這兩個模塊進行仿真驗證和測試。本文的所有模塊設計都是在ISE下采用VHDL語言編寫程序進行設計的,在各個模塊以及整體仿真均正確無誤后,把程序下載到Xilinx公司生產的Spartan-6系列的XC6SLX16-2CSG324芯片中。經測試驗證,數(shù)據編幀模塊和數(shù)據預處理模塊能夠很好的實現(xiàn)預期的設計要求。
[Abstract]:Very long baseline interferometry is a kind of radio interferometry with high angle resolution developed in the late 1960s. Later, extensive application of.VLBI technology in the field of astronomy has been developed for many years, and many data standards have been developed and established. These criteria make the data format between various VLBI mechanisms. Incompatibility is gradually shrinking. At present, the conversion from the Mark 5B data format to the VDIF data format is being realized. The representative is the Mark 6 system of the American Haystack Observatory, the output VDIF data format. Now it has been adopted by the astronomical institutions of many countries. The domestic VLBI observation network has also purchased several Mark 6 and is ready to apply to the country. Interviewing VLBI and domestic VLBI terrestrial network. For each data format, the essence of the transformation is to upgrade the data recording equipment and data playback equipment. Corresponding to the Mark series recording equipment, and the corresponding processing equipment for the corresponding Mark series. At present, the international mainstream open source software related processor DiFX has also been used. After supporting the VDIF data format, the VLBI rail measurement system of the measurement and control system of the domestic lunar exploration project is also actively carrying out the research on the VDIF data format and is ready to be applied to the next task. This paper, based on the VLBI technology and the characteristics of the VDIF data format, mainly launches the following research: 1) first of all, the related background of VLBI technology is carried out. Principle research; 2) according to the requirements of VLBI data transmission system, the data frame module and data preprocessing module conforming to the features of VDIF data format are studied. 3) the data frame module based on VDIF data format is designed, and the data coding module is mainly decomposed from the word generation module, the data word FIFO module and the data frame head information. The production module, the data frame head FIFO module, the data frame controller module, the data frame FIFO module and the output controller module; 4) the data preprocessing module based on the VDIF data format is designed. The data preprocessing module is mainly decomposed to the frame head module, the data cache module, the fan in module, the cross selection module and the cross selection module, and the data preprocessing module are mainly decomposed to the frame head module. The output FIFO module; 5) finally, the two modules are simulated and tested. All the modules of this paper are designed under the VHDL language program under the ISE. After all the modules and the whole simulation are correct, the program is downloaded to the XC6SLX16-2CSG324 chip of the Spartan-6 series produced by the Xilinx company. Test certificate, data framing module and data preprocessing module can achieve the desired design requirements very well.
【學位授予單位】:上海應用技術大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:P228.6
【參考文獻】
相關期刊論文 前10條
1 陳中;鄭為民;;VLBI軟件件相關處理機現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];天文學進展;2015年04期
2 甘江英;徐志駿;郭紹光;;硬件相關處理機數(shù)據回放模塊研究[J];中國科學院上海天文臺年刊;2014年00期
3 吳偉仁;于登云;;“嫦娥3號”月球軟著陸工程中的關鍵技術[J];深空探測學報;2014年02期
4 李靜;蔡啟仲;張煒;周曙光;;基于FPGA的并行操作邏輯運算控制器的設計[J];計算機測量與控制;2013年12期
5 李海濤;周歡;郝萬宏;董光亮;;深空導航無線電干涉測量技術的發(fā)展歷程和展望[J];飛行器測控學報;2013年06期
6 黃磊;郝萬宏;李海濤;馮貴年;;符合CCSDS標準的干涉測量系統(tǒng)接口設計[J];飛行器測控學報;2012年S1期
7 楊文軍;郝龍飛;;VLBI終端系統(tǒng)的發(fā)展歷史和未來展望[J];天文研究與技術;2012年04期
8 仇珩;;特雷克斯兩臺履帶式起重機聯(lián)手安裝亞洲最大射電望遠鏡[J];工程機械;2012年07期
9 劉彬;李建斌;董亮;施碩彪;高冠男;汪敏;劉麗佳;彭勃;;云南天文臺40米射電望遠鏡河外射電源觀測[J];天文研究與技術;2012年01期
10 邵正義;洪曉喻;楊戟;馮瓏瓏;張洪起;魏建彥;李久利;彭子龍;;中國天文科學大型裝置的研制與應用(一)[J];中國科學院院刊;2009年02期
相關會議論文 前1條
1 陳楊;寶音賀西;李俊峰;;嫦娥二號4179小行星飛越探測任務分析[A];中國宇航學會深空探測技術專業(yè)委員會第九屆學術年會論文集(上冊)[C];2012年
相關博士學位論文 前2條
1 魏二虎;我國空間VLBI系統(tǒng)的有關設計和模擬計算研究[D];武漢大學;2006年
2 項英;VLBI數(shù)據采集終端中數(shù)字基帶轉換器的研究和設計[D];中國科學院研究生院(上海天文臺);2005年
相關碩士學位論文 前4條
1 陳立克;基于Xilinx FPGA設計技術的應用研究[D];蘭州大學;2011年
2 徐琳;一種FPGA中可編程邏輯塊結構的研究與設計[D];電子科技大學;2010年
3 包晗;FPGA器件的應用研究[D];大連海事大學;2006年
4 卜朝暉;FX型相關處理機長期累加器子系統(tǒng)的研究與改進[D];中國科學院研究生院(上海天文臺);2003年
,本文編號:2092478
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dizhicehuilunwen/2092478.html