【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于综合信息处理
，更为具体地讲，涉及一体化可重构综合信息处理载荷系统。
技术介绍
一体化可重构综合信息处理载荷系统作为飞行器控制与信息处理中枢，是空天信息网络的有机组成部分和重要节点。为了满足日益增长的飞行器载荷任务种类和性能需求，信息载荷必须同时提供包括通信、导航、测控、目标探测与识别、飞行控制和信息支持等综合任务处理能力。传统飞行器受信息载荷功能单一的限制，必须搭载多个不同功能的载荷设备来同时实现所需的综合任务。同时考虑到一体化可重构综合信息处理载荷系统的冗余性、可靠性，这就要求飞行器具有较强的有效载荷承载能力；另一方面，随着飞行器飞行速度、高度和机动性能等方面的不断提高，机体设计普遍采用一体化设计，造成包括装载空间、承载重量以及供电能力等方面在内的飞行器有效载荷承载能力严格受限。因此，一体化可重构综合信息载荷系统已发展为以统一、开放式架构为基础的模块化综合共享式系统，其综合方式由“功能综合”发展为“结构综合”，正在向一体化柔性可重构架构演进。目前，一体化可重构综合综合信息处理载荷系统主要采用统一的标准模块化硬件平台，利用射频综合和光电综合等技术，实现综合信息处理载荷内各功能模块的硬综合复用。这种综合机制忽略了包括系统软件一体化、信号与功能的多任务一体化协同、多源信息交链融合等在内的系统软件层面的重构复用。这就造成现有的一体化可重构综合信息处理载荷系统设计软/硬件综合分离，无...
【技术保护点】
一体化可重构综合信息处理载荷系统，其特征在于，包括：一体化可重构射频/光电综合信息单元、综合核心信息处理单元、统一高速数据交换网络、大容量数据存储单元、飞行控制单元和拓展功能控制单元；所述的一体化可重构射频/光电综合信息单元作为一体化可重构综合信息处理载荷系统的主要信息处理模块，其包括一天线及其T/R组件与伺服反馈模块、两矩阵开关、一柔性射频微波收发组件阵列、一多通道模数转换模块阵列、一数据切换模块、一软件可重构多功能数字信号处理模块阵列、一统一的高速数据交换网络接口、一综合控制模块、一红外信号接收及预处理模块阵列、一红外信号扫描及伺服反馈模块；其中，综合控制模块与一体化可重构射频/光电综合信息单元内各个子模块相连接，用于控制各个子模块的功能实现与重组；在任务功能层和系统软件层的管理下，综合控制模块根据执行的综合任务及系统工作状态，实现底层硬件资源的动态调度管理，以及从任务功能配置数据库中选取对应任务功能配置数据，进行软硬件在线动态加载重构；所述的综合核心处理单元是整个系统的控制管理单元，包括多个综合信息核心处理模块和一个统一高速数据交换网接口，且每个综合信息核心处理模块均与统一高速数...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一体化可重构综合信息处理载荷系统，其特征在于，包括：一体化可重
构射频/光电综合信息单元、综合核心信息处理单元、统一高速数据交换网络、
大容量数据存储单元、飞行控制单元和拓展功能控制单元；
所述的一体化可重构射频/光电综合信息单元作为一体化可重构综合信息处
理载荷系统的主要信息处理模块，其包括一天线及其T/R组件与伺服反馈模块、
两矩阵开关、一柔性射频微波收发组件阵列、一多通道模数转换模块阵列、一
数据切换模块、一软件可重构多功能数字信号处理模块阵列、一统一的高速数
据交换网络接口、一综合控制模块、一红外信号接收及预处理模块阵列、一红
外信号扫描及伺服反馈模块；
其中，综合控制模块与一体化可重构射频/光电综合信息单元内各个子模块
相连接，用于控制各个子模块的功能实现与重组；在任务功能层和系统软件层
的管理下，综合控制模块根据执行的综合任务及系统工作状态，实现底层硬件
资源的动态调度管理，以及从任务功能配置数据库中选取对应任务功能配置数
据，进行软硬件在线动态加载重构；
所述的综合核心处理单元是整个系统的控制管理单元，包括多个综合信息
核心处理模块和一个统一高速数据交换网接口，且每个综合信息核心处理模块
均与统一高速数据交换网接口连接，并通过该接口与统一高速数据交换网络连
接，实现系统的运控管理以及制定并装载飞行任务，同时根据目标探测信息和
空间电磁环境，对系统的工作环境态势评估预警；
所述的统一高速数据交换网络与系统中的所有单元连接，使各个单元之间
通过统一高速数据交换网络实现数据交互；
所述的大容量数据存储单元包括多个物理磁盘模块和一个阵列管理单元接
口，每个物理磁盘模块均与阵列管理单元接口连接，用于存储系统内各个单元
的交互数据；
所述的飞行控制单元包括多多个飞行控制管理模块、多个飞行传感器和一
个数据切换模块，以及一个统一高速数据交换网接口；每个飞行控制管理模块
通过数据切换模块后实现与飞行传感器一对一连接，同时每个飞行控制管理模
块又与统一高速数据交换网接口连接，飞行控制单元根据综合核心处理单元制
\t定并装载的飞行任务，进行飞行控制计算处理，控制飞行器的飞行；
所述的拓展功能控制单元包括多个拓展功能控制管理模块和一个统一高速
数据交换网接口，每个拓展功能控制管理模块均与统一高速数据交换网接口连
接，为后续的其他任务功能实现提供硬件平台，便于后续的功能升级及完善；
在T/R组件与伺服反馈模块中，天线接收雷达信号，而T/R组件与伺服反
馈完成天线的收发控制与转向控制，综合控制模块根据接收的雷达信号，同时
结合当前所执行的综合任务及系统工作状态，将开关选择控制信号输入至第一
矩阵开关，通过矩阵开关的选通或断开，将接收的雷达信号输至柔性射频微波
收发组件阵列，柔性射频微波收发组件阵列通过内部的组件对接收信号中携带
的数据进行预处理，得到预处理信号；
在综合控制模块的控制下，选通第二矩阵开关，将预处理信号输入到多通
道模数转换模块阵列，并通过多通道模数转换模块阵列将预处理信号转化为数
字信号，标记为数字切换模块的第一输入信号；
综合控制模块根据当前所执行的综合任务及系统工作状态，控制红外信号
扫描及伺服反馈模块完成天线的全空间扫描转向控制以便接收红外信号，再将
接收的信号传输至红外信号接收及预处理模块阵列，依次进行识别、分选、压
缩处理，从而得到数字切换模块的第二输入信号；
数据切换模块在综合控制模块的控制下，动态切换第一输入信号和第二输
入信号的传输通道，从而将第一输入信号和第二输入信号输入到软件可重构多
功能数字信号处理模块阵列，实现一体化可重构综合信息处理载荷系统的动态
冗余重构与备份。
2.根据权利要求1所述的一体化可重构综合信息处理载荷系统，其特征在
于，所述的软件可重构多功能数字信号处理模块阵列包括FPGA信号处理载板、
DSP信号处理载板和主控交换板；
其中，FPGA信号处理载板可在主控交换板和Soc控制器的管理下实现控制
命令动态加载和逻辑功能在线重构；
其具体实现过程为：当FPGA信号处理载板处于工作状态且需要重新加载控
制命令或在线更新配置文件时，系统内主控交换板通过VPX控制平面中的千兆
以太网将控制命令或配置文件发送至FPGA信号处理载板，FPGA信号处理载板
\t物理层PHY芯片通过SGMII端口接收数据，并将数据转换为RGMII格式；Soc控
制器PS端配置2个千兆以太网控制器作为千兆以太网MAC层接口，并通过MIO
技术研发人员：秦开宇，阎啸，唐博，王茜，吴绍伟，韩尧，邹焕，金燕华，张天虹，杨恩蘋，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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