航天多通道TDICCD相机同步方法

摘要

航天多通道TDICCD相机同步方法，涉及航天相机同步领域，解决了现有各个相机独立工作会引起成像节拍不一致、后续图像拼接困难、成像质量差的问题。该方法为通过高频时钟检测RS422通信总线的RXD信号，当RXD由1变为0时，将同步信号Sysc_flag置为1，同时跳出检测进程进入同步信号保持状态；当同步信号sysc_flag由0变为1时，则将时钟分频计数器进行复位操作；当同步信号sysc_flag由0变为1时，则将驱动时序计数器进行复位操作，从同一基准开始各成像通道的驱动时序完全一致。本发明无需引入任何硬件电路，利用现有的主备份RS422通信链路实现各成像通道间的信号同步，可靠性较高。

说明书

技术领域

本发明涉及航天相机同步技术领域，具体涉及一种航天多通道TDICCD相 机同步方法。

背景技术

随着航天相机分辨率的提高，为了增加相机的成像幅宽，一般采用多通道 拼接成像，为了保证成像系统的可靠性，一般各通道间的成像电路是相互独立， 避免某个通道的电路故障引起整个相机失效。但是，各个相机独立工作会引起 成像节拍不一致，一方面会引起后续图像拼接的困难，同时也容易引起通道间 的成像串扰，造成成像质量下降，所以在不增加额外硬件的情况下，实现多通 道间的同步，具有重要的应用价值。

发明内容

为了解决现有各个相机独立工作会引起成像节拍不一致、后续图像拼接困 难、成像质量差的问题，本发明提供一种航天多通道TDICCD相机同步方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

航天多通道TDICCD相机同步方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、同步信号生成

通过成像系统高频时钟检测RS422通信总线的RXD信号，当RXD由1变 为0时，则将同步信号Sysc_flag置为1，同时跳出检测进程，进入同步信号保 持状态；

步骤二、通信采样时钟同步

当同步信号sysc_flag由0变为1时，则将与RS422通信相关的时钟分频计 数器进行复位操作，保证后续各个成像通道接收航天相机主控系统控制指令的 译码时刻保持一致；

步骤三、TDICCD驱动信号同步

当同步信号sysc_flag由0变为1时，则将产生TDICCD驱动信号的驱动时 序计数器进行复位操作，则所有TDICCD驱动信号相位从同一基准开始，使得 各成像通道的驱动时序完全一致。

步骤一的具体过程为：将同步信号和RXD_REG初始化为0，在主频时钟驱 动下，将RXD寄存到RXD_REG寄存器内，形成一个时钟周期的延时，检测 RS422通信总线的RXD信号与RXD_REG寄存器的值，当RXD为0且 RXD_REG为1时，表示RXD下降沿到来时刻，则将同步信号Sysc_flag置为1， 同时跳出检测进程，进入同步信号保持状态。

还包括以下步骤：同步信号的保护：通过三模冗余，防止单粒子时间引起 同步信号反转导致异常复位，对RS422通信只进行一次同步信号产生操作，完 成同步信号产生操作后，状态则跳转到一个保护状态机中，不再进行同步检测。

本发明的有益效果是：

本发明采用航天相机主控系统与成像通道间现有的通信链路，利用系统高 频时钟对RS422通信信号进行判定，当第一个下降沿到来时，则将同步信号置 为1，由于RS422通信的起始位为“0”，所以系统上电初始化完成后，只要航 天相机主控系统对任何一个成像通道发送任意一条指令，则居于总线从机地位 的所有成像通道都会同时接收到这个起始位，判定并生成用于各个成像通道进 行同步的信号，在同步信号有效的时刻对各个成像通道的时钟分频计数器、驱 动时序计数器等进行复位操作，等同于一个外部全局复位，实现多通道TDICCD 相机工作的同步。

本发明无需引入任何硬件电路，利用现有的主备份RS422通信链路，就可 以实现各成像通道间的信号同步，可靠性较高，具有重要的工程应用价值。本 发明特别适用于对通道间同步性要求高的多通道TDICCD相机。

附图说明

图1为航天相机主控系统与成像通道通信连接示意图。

图2为同步信号生成流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的航天多通道TDICCD相机同步方法，在不增加硬件 电路的情况下，利用现有的RS422一对多通信总线，对航天多通道TDICCD相 机成像系统(成像通道1、成像通道2、成像通道3、成像通道4)进行同步操 作，该方法由以下步骤实现：

步骤一、同步信号生成：如图2所示，系统上电初始化后，将同步信号和 RXD_REG初始化为0，在主频时钟驱动下，将RXD寄存到RXD_REG寄存器 内，形成一个时钟周期的延时，检测RS422通信总线的RXD信号与RXD_REG 寄存器的值，当RXD为0且RXD_REG为1时，表示RXD下降沿到来时刻， 则将同步信号(Sysc_flag)置为1，同时跳出检测进程，进入同步信号保持状态， 避免多次检测与多次同步影响成像系统正常工作。

步骤二、通信采样时钟同步：当同步信号(sysc_flag)由0变为1时，则将 与RS422通信相关的时钟分频计数器进行复位操作，保证后续各个成像通道接 收航天相机主控系统控制指令的译码时刻保持一致。

在进行通信采样时钟同步操作之前，通信采样时钟的最大相位误差可达到 一个传输bit的时间，以38400bps的传输率为例，最大相位误差可以达到26μs， 对于高分辨相机来说，其与行转移时间已经处于同一量级，会影响成像质量以 及后期地面图像的拼接精度。

步骤三、TDICCD驱动信号同步：当同步信号(sysc_flag)由0变为1时， 则将产生TDICCD驱动信号的驱动时序计数器进行复位操作，则所有TDICCD 驱动信号相位从同一基准开始，使得各个成像通道的驱动时序完全一致。

在进行TDICCD驱动信号同步操作之前，各个成像通道的驱动相机是随机 的，取决于FPGA芯片初始化时间的差异，最大相位差可以达到1个行转移周 期，对高分辨相机或测绘相机的成像质量和地面图像拼接都有较大影响。

步骤四、同步信号的保护：由于同步复位信号的上升沿会引起系统关键计 数器进行复位，所以需要对其进行保护，防止空间单粒子引起异常动作；通过 三模冗余，防止单粒子时间引起同步信号反转导致异常复位，同时为了避免多 次同步操作影响成像系统的正常工作，对RS422通信只进行一次同步信号产生 操作，完成同步信号产生操作后，状态则跳转到一个保护状态机中，不再进行 同步检测。