[01442814]一种可扩展的自适应N×N通道数据通信系统

1.课题来源与背景激光雷达测量是一种已迅速发展成为热点的主动光学遥感技术,为获取空间三维数据提供了重要手段,适用于目标探测、对地观测、城市建筑物三维建模、以及交通线路、电力线路、油气管道的勘察与规划等。激光雷达测量系统包括激光测距单元、位置姿态测量单元和主控制单元。它是由激光测距单元测得距离信息,再联合激光测距时刻位置姿态测量单元获取的位置和姿态信息解算出探测目标精确的三维坐标,从而实现三维成像。这三个单元在常规激光雷达测量系统中互相分离,每次使用需要进行组装、拆卸,每拆一次会引起参数发生改变,若希望采集到高精度的数据,在使用前需要重新检校。这种采用分立单元组合的方式不仅影响了使用效率,而且也导致整个激光雷达测量系统体积和重量增加,难以做到轻型化和小型化。 2. 技术原理及性能指标微控制器在由GPS接收机提供的PPS信号的触发下开始工作,数据收发通道中的PLL产生时钟电路被数据中的时间信息触发,产生不同频率的时钟信号,一部分用来驱动数据读写控制模块控制收发通道对数据的读写操作,一部分通过多路选通器驱动收发通道模块中的各器件工作。收发通道拥有N个收发通道的前端与外界元器件连接时使用N位并行数据总线,在后端则能连接N个元器件进行容量的扩展。现有技术系统时钟频率低,接口种类少,造成系统采集通道数有限,传输速率低,接口种类单一,灵活性差,且移植性较差,调试比较繁琐需进行多次系统联试来验证其正确性。 3. 技术的创造性与先进性本实用新型的一种可扩展的自适应N×N通道数据通信系统从如下五个方面加以实现,其一：PLL产生不同速率的时钟信号,这些时钟信号通过多路选通器后不仅驱动收发通道模块中的其它器件工作,还能用来选择收发通道工作的个数。不仅保证各器件工作在合适的时钟下,并且通道资源合理的利用。其二：相位补偿FIFO可以拥有自己的独立的读/写指针使能信号,使发送模块独立工作;也能共享同一使能信号,从而保证通道之间FIFO具有相同的不确定延时。其三：缓冲模块能够根据系统状态,实现与缓冲特性的真正匹配,有助于提高系统信号的完整性。其四：拥有N个收发通道的前端与外界元器件连接时使用N位并行数据总线,在后端则可连接N个元器件进行容量的扩展,既提高了数据带宽,同时也提高系统的负载能力。其五：FPGA硬件可定制特点,所有功能利用硬件实现,缩短产品开发周期缩短,为开发人员进行高速数据传输设计带来了极大的便利,可方便实现系统的远程维护和升级。 4. 技术的成熟程度,适用范围和安全性本发明涉及APD阵列激光雷达数据多通道数据通信的激光雷达技术,特别是一种可扩展的自适应N×N通道数据通信系统。 5. 应用情况及存在的问题本系统能够实现数据的高速传输和存储。