基于TLK2711的遥感卫星高速串行载荷数据接口设计

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1、第24卷第6期航天器工程V01．24No．62015年12月SPACECRAFTENGINEERING13基于TLK2711的遥感卫星高速串行载荷数据接口设计张媚杜辉关晖潘腾(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要高分辨率遥感卫星星上载荷原始数据率不断提高，如何将高速载荷数据传输至后端数据处理设备已成为遥感卫星载荷接12设计的关键。在研究高速串行／解串(SerDes)收发器件TLK2711工作原理的基础上，提出了高速串行载荷数据传输接12的设计方案。通过在某卫星星载数据传输系统中的首次应

2、用，实现了星上2Gbit／s的高速串行数据传输，工程试验和在轨验证表明了接口设计的正确性和可靠性，可为其它星载高速数据传输接口设计提供借鉴。关键词TLK2711；高速串行数据接口；数据传输；遥感卫星中图分类号：TP302文献标志码：ADOI：10．3969／i．issn．1673—8748．2015．06．003DesignofSatelliteHigh-speedSerialDataInterfaceBasedonTLK2711ZHANGMeiDUHuiGUANHuiPANTeng(Beijin

3、gInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Thepayloaddataofhigh—resolutionremotesensingsatelliteisincreasingrapidly，andhowtOtransmitthehigh—speeddatatOtheposteriorprocessorisofthefirstimportanceinthedesign。Accordingtothetechn

4、iquespecificationsandcharacteristicsofSerDesTLK2711，adesignofhigh—speedserialdatatransmissioninterfaceisproposed．Thehigh—speedserialtransmissioninterfaceisfirstappliedina2Gbit／son—boarddatatransmissionsystem．Theresultsoftheengi—neeringexperimentsandon

5、—orbittestindicatethatthedesigniscorrectandthetransmissionofthepayloaddataisreliable．Theexperiencecanprovideareferenceforthedesignofotherhigh—speeddatatransmissioninterfaces．Keywords：TLK2711；high—speedserialdatainterface；datatransmission；remotesensing

6、satellite1引言近年来，卫星遥感数据的获取方式出现多样化，遥感数据源也呈现出高时间分辨率、高空问分辨率和高光谱分辨率的发展趋势，遥感卫星载荷数据的类型越来越多，数据量越来越大，导致了载荷实时输出的数据率急剧增大。我国遥感卫星的载荷数据率已经从早先“资源”系列卫星的几百兆比特每秒发展到目前的数个吉比特每秒，同时还继续向数十吉比特每秒甚至数百吉比特每秒发展，数据率增长了近百倍[1]。如何将高速的载荷原始观测数据送往后端数传分系统压缩及数据处理等设备，已经成为遥感卫星设计的关键问题。遥感卫星载荷

7、与数传分系统之间的数据接口类型有同步接口和异步接VI，接口电平的选择一般有晶收稿日期：2015—10一08；修回日期：201511—09基金项目：国家重大航天工程作者简介：张媚，女，硕士，工程师，研究方向为航天器总体设计。Email：prettykittyll25@126．corn。航天器工程24卷体管逻辑(TTL)电平、发射极耦合逻辑(ECL)电平、RS422电平、低压差分信号(LVDS)电平、电压型逻辑(VML)电平等。其中，TTL电平的抗干扰能力较差，电缆线长度不宜超过3m，对星载设备布局要

8、求和限制较多；后几种电平均为差分工作方式，抗干扰能力强，可以有效抑制引线串扰的影响。但ECL接口的最大缺点就是直流功耗较大，RS422接口的最大传输速率仅为10Mbit／s[2]，这两种接口在速度、噪声、功耗、成本等方面的固有缺陷使其难以胜任实际应用；而LVDS接口因其具有传输速率高、功耗小、抗共模干扰抑制能力强等优点，在传统遥感卫星载荷数据接口设计中得到广泛应用。LVDS接口由于接口时钟频率的限制，推荐使用的每路最高速率约为100Mbit／s左右[3]，通常采用多路信号并行的方式