【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航天测控领域，具体涉及基于gpu平台实现综合测控的一种装置研究。
技术介绍
1、在现有的航天测控系统建设中，多采用按“型号”研制、按“套”部署的方式，使得测控站内存在多套专用的测控数传系统，每套只对特定型号的卫星进行跟踪测控或数传接收，不同系统的硬件处理资源在测控站内形成多个独立的“信息孤岛”，造成通用性差、扩展性差，无法做到资源的共享共用，有限的资源得不到充分的、最大化的利用。
2、同时，目前在用的综合测控设备多采用专用硬件平台，专用信号处理程序和专用软硬件接口，功能模块高度耦合，软硬件平台紧密绑定，在设备的扩展和升级换代上存在兼容性难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于gpu平台的综合测控装置，以克服现有航天测控系统的软硬件资源利用率低，难扩展，不通用的缺点。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
3、一种基于gpu平台的综合测控装置，包括至少一个数字化处理单元、至少一个通用计算单元和至少一个信息处理单元；根据务需求，按照测控目标数量和测控体制要求，完成数字化处理单元、通用计算单元和信息处理单元的资源动态配置；
4、其中，数字化处理单元用于完成模拟信号与数字信号之间的转换功能，并具备模拟滤波、模拟信号自动增益控制(agc)、接收外部时间信息以及与信息处理单元通信功能；
5、通用计算单元主要由服务器、存储设备和网络设备组成；服务器用于为上层信息处理单元提供cpu、gpu和
6、信息处理单元由不同测控体制下的软件算法模块与资源调度模块组成，运行于通用计算单元中，用于完成多目标、多体制的测速、测距、遥控、遥测和数传接收功能；
7、数字化处理单元与通用计算单元之间采用网络传输方式进行信息交互，并均通过高速以太网交换机接入交换网络；采用udp/ip作为网络层通信协议，40g/100g以太网作为数据链路层协议，自定义帧协议作为应用层协议。
8、进一步的，所述数字化处理单元包括vpx机箱、处理前端板、时频交换板和信号调理板；
9、处理前端板用于完成数模转换、模数转换、信号处理和传输；处理前端板包含载板、ad子卡和da子卡，载板通过fmc接插件与ad/da子卡连接；
10、时频交换板用于接收外部时钟、1pps和外部b码，并为数字化处理单元中的板卡提供时钟、1pps和b码，同时通过千兆网与信息处理单元进行通信；时频交换板包含fpga、时钟分路芯片、网络交换芯片和串口芯片；
11、信号调理板完成调制中频信号滤波与幅度控制功能；信号调理板包含带通滤波器和自动增益控制模块。
12、进一步的，所述软件算法模块包括专用算法模块和通用算法模块；所述专用算法模块用于实现包括上行调制、载波捕获和伪码跟踪在内的功能，所述通用算法模块用于实现包括载波跟踪、角跟踪、位同步、译码、帧同步、码型变换和编码在内的功能；
13、资源调度模块根据任务需求，调用相应的cpu、gpu、内存、存储和数字化处理单元硬件资源，调用相应的专用算法模块和通用算法模块软件资源，完成指定测控体制、指定测控目标数量条件下的测控任务。
14、进一步的，数字化处理单元与信号处理单元分别采用双网卡模式进行数据交换，同一信号经过两个独立的专用网络交换机同时传输2路，接收到2份网络数据包后，进行丢包检测，若一个网络数据包出现丢帧，则从另一个网络数据包中读取信息；当检测到网络数据包发生丢包时，在相应位置以0替换，维持信号相位的连续特性。
15、本专利技术采取上述技术方案所产生的有益效果在于：
16、1、本专利技术采用了cpu+gpu的通用化硬件资源，构建一套资源可全局调度、容量可弹性伸缩、能力可动态重构的新一代综合测控装置，解决了常规测控设备软硬件高度耦合、通用性差、升级扩展困难的问题。
17、2、本专利技术采用了100g核心交换机实现数字化处理单元与通用计算单元之间的互联互通，以高速网络数据交换替代传统的矩阵数据交换，通过100g核心交换网进行中频数字信号的交换，既满足当前测控数传系统的带宽需求，又可以方便的进行升级扩展来满足未来的网络带宽需求，具有更好的通用性、灵活性和适应性。
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1.一种基于GPU平台的综合测控装置，其特征在于，包括至少一个数字化处理单元、至少一个通用计算单元和至少一个信息处理单元；根据务需求，按照测控目标数量和测控体制要求，完成数字化处理单元、通用计算单元和信息处理单元的资源动态配置；
2.根据权利要求1所述的一种基于GPU平台的综合测控装置，其特征在于，所述数字化处理单元包括VPX机箱、处理前端板、时频交换板和信号调理板；
3.根据权利要求1所述的一种基于GPU平台的综合测控装置，其特征在于，所述软件算法模块包括专用算法模块和通用算法模块；所述专用算法模块用于实现包括上行调制、载波捕获和伪码跟踪在内的功能，所述通用算法模块用于实现包括载波跟踪、角跟踪、位同步、译码、帧同步、码型变换和编码在内的功能；
4.根据权利要求1所述的一种基于GPU平台的综合测控装置，其特征在于，数字化处理单元与信号处理单元分别采用双网卡模式进行数据交换，同一信号经过两个独立的专用网络交换机同时传输2路，接收到2份网络数据包后，进行丢包检测，若一个网络数据包出现丢帧，则从另一个网络数据包中读取信息；当检测到网络数据包发生丢包时
...【技术特征摘要】
1.一种基于gpu平台的综合测控装置，其特征在于，包括至少一个数字化处理单元、至少一个通用计算单元和至少一个信息处理单元；根据务需求，按照测控目标数量和测控体制要求，完成数字化处理单元、通用计算单元和信息处理单元的资源动态配置；
2.根据权利要求1所述的一种基于gpu平台的综合测控装置，其特征在于，所述数字化处理单元包括vpx机箱、处理前端板、时频交换板和信号调理板；
3.根据权利要求1所述的一种基于gpu平台的综合测控装置，其特征在于，所述软件算法模块包括专用算法模块和通用算法模块；所述专...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢翠柳，段旭，成亚勇，高群福，田之俊，章磊，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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