專利名稱：航天光學(xué)遙感器成像電路的仿真測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)航天光學(xué)遙感器成像電路進(jìn)行檢測(cè)調(diào)試的方法，特別是一
種在成像電路系統(tǒng)中缺少多光譜時(shí)間延遲積分光電耦合器件(多光譜TDI CCD)的條件下，完成對(duì)成像處理電路進(jìn)行仿真測(cè)試的方法。
背景技術(shù)：
CCD成像傳感器是影像傳感領(lǐng)域一個(gè)重要的應(yīng)用器件，并且已經(jīng)成為成 像(攝像、照相)系統(tǒng)的核心器件。隨著集成電路工藝的高速發(fā)展，近幾年 CCD成像傳感器已經(jīng)發(fā)展成為成像領(lǐng)域的必備產(chǎn)品，并且在影像傳感、信號(hào) 處理和數(shù)字存儲(chǔ)三大領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，充分顯示出它的巨大潛力，被視 為七十年代以來出現(xiàn)的最重要的一種器件。
CCD的基本結(jié)構(gòu)包括感光區(qū)、轉(zhuǎn)移區(qū)和電荷檢測(cè)單元三個(gè)主要部分。 CCD成像傳感器是利用CCD所具有的光電轉(zhuǎn)換功能將投射在CCD光敏元上 的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)"圖像"，即電荷量與入射照度大致成正比例的大小 不等的電荷包空間分布。然后利用移位寄存器功能將這些電荷包轉(zhuǎn)移到電荷 檢測(cè)端輸出，形成幅度不等的實(shí)時(shí)脈沖序列。
多光譜TDI CCD芯片在性能、功能和可靠性上優(yōu)于一般的CCD芯片， 屬于高性能空間光學(xué)遙感領(lǐng)域的核心器件，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性能優(yōu)越，可靠度 高，但因這種多光譜TDICCD芯片生產(chǎn)周期長(zhǎng)、測(cè)試手段困難和生產(chǎn)工藝復(fù) 雜等特點(diǎn)，價(jià)格非常昂貴。
多光譜TDI CCD芯片是用在空間光學(xué)遙感領(lǐng)域的專用芯片，在研制空間 光學(xué)遙感器的過程中，需要在地面和真空條件下做大量的系統(tǒng)調(diào)試和試驗(yàn)，必然會(huì)降低TDI CCD芯片的性能指標(biāo)、工作壽命和可靠度，甚至?xí)p壞芯片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種航天光學(xué)遙感器成像電路的仿真測(cè)試方法， 采用本發(fā)明方法可實(shí)現(xiàn)在成像電路系統(tǒng)中缺少多光譜時(shí)間延遲積分光電耦合 器件(多光譜TDI CCD)的條件下，完成對(duì)成像處理電路系統(tǒng)的仿真檢測(cè)。
本發(fā)明是一種能夠代替航天光學(xué)遙感器中核心光電轉(zhuǎn)換器件(多光譜 TDI CCD)完成對(duì)成像處理電路進(jìn)行仿真測(cè)試的方法。采用計(jì)算機(jī)技術(shù)與電 子學(xué)相結(jié)合的手段，模擬TDICCD器件在成像電路中的作用，嚴(yán)格按照成像 電路的控制時(shí)序輸出與TDI CCD器件一致的視頻信號(hào)，達(dá)到在沒有TDI CCD 器件的情況下， 一樣調(diào)試成像處理電路的目的。
該方法將中心計(jì)算機(jī)總控系統(tǒng)、圖像數(shù)據(jù)源生成及傳輸系統(tǒng)、成像處理 電路輸出的控制信號(hào)的識(shí)別與檢測(cè)電路(包括電壓調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換一A/D 電路、邏輯比較電路及并行處理系統(tǒng))、多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路 (包括數(shù)模轉(zhuǎn)換一D/A電路、放大和濾波電路)、同步時(shí)鐘電路組成的仿真測(cè) 試閉環(huán)系統(tǒng)連接到TDI-CCD成像處理電路上，其仿真及檢測(cè)程序?yàn)?br> a. 按照所設(shè)計(jì)的多光譜TDI CCD輸出信號(hào)特征，對(duì)選定的彩色圖像進(jìn)行 進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)制成仿真的多光譜數(shù)字圖像，按規(guī)定的位數(shù)、寬度和高度把 圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)磁盤陣列內(nèi)；
b. 中心計(jì)算機(jī)發(fā)出系統(tǒng)工作啟動(dòng)命令，同步時(shí)鐘電路接收后，開始輸出 全部電路系統(tǒng)需要的時(shí)鐘信號(hào)和工作啟動(dòng)信號(hào)，同時(shí)觸發(fā)識(shí)別與檢測(cè)電路、 多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路、圖像數(shù)據(jù)傳輸電路開始工作；
c. 識(shí)別與檢測(cè)電路首先通過電壓調(diào)理電路對(duì)成像處理電路輸出的控制信 號(hào)(包括驅(qū)動(dòng)信號(hào)和直流偏置信號(hào))進(jìn)行電壓調(diào)理，使其輸出信號(hào)電壓按固 定比例調(diào)整到模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)電路和比較器電路可接受的電壓范圍。電壓 調(diào)理后的信號(hào)按照給定的多光譜TDI CCD信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)信號(hào)的幅值、頻率和相互關(guān)系(如相位延遲)進(jìn)行檢測(cè)與邏輯分析，若經(jīng)檢測(cè)和邏輯分析后發(fā)現(xiàn)本 周期的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和直流偏置電壓信號(hào)正確，則發(fā)送檢測(cè)正確標(biāo)志信號(hào)通知多
光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路開始輸出視頻信號(hào)，同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行下一周期 分析檢測(cè)工作；否則立即停止檢測(cè)和視頻圖像生成工作，將出錯(cuò)的結(jié)果通過 以太網(wǎng)通知中心計(jì)算機(jī)；
d. 多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路在收到同歩電路的啟動(dòng)信號(hào)后， 開始工作，實(shí)時(shí)去判斷識(shí)別與檢測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)收到檢測(cè)正確標(biāo)志信 號(hào)后，將DDR SDRAM專用存儲(chǔ)器中的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)讀出，經(jīng)數(shù)模(D/A) 轉(zhuǎn)換、放大和濾波處理，按多光譜TDI CCD信號(hào)格式輸出為模擬的視頻信號(hào)， 完成一個(gè)周期的圖像信號(hào)輸出，繼續(xù)監(jiān)測(cè)，直到下一次檢測(cè)正確標(biāo)志信號(hào)的 到來；
e. 在中心計(jì)算機(jī)的控制下，按順序把磁盤陣列中預(yù)制好的圖像數(shù)據(jù)取出， 采用DMA的方法，經(jīng)PCI-X和LVDS總線傳送給多光譜TDI CCD信號(hào)仿真 輸出電路的DDR SDRAM存儲(chǔ)器中，更新信號(hào)仿真輸出電路中的圖像數(shù)據(jù)， 采用雙緩存控制機(jī)制，用兩個(gè)DDR SDRAM存儲(chǔ)器完成數(shù)據(jù)交疊式更新，即 一個(gè)DDR SDRAM負(fù)責(zé)按步驟d實(shí)時(shí)圖像讀出時(shí)，另一個(gè)完成新圖像數(shù)據(jù)的 實(shí)時(shí)接收，當(dāng)更新結(jié)束后，二者角色對(duì)換，進(jìn)行新一輪的接收和讀??；
f. 當(dāng)中心計(jì)算機(jī)發(fā)出系統(tǒng)工作停止命令，同步時(shí)鐘電路接收后，停止輸 出全部電路系統(tǒng)所需要的時(shí)鐘信號(hào)并發(fā)工作停止信號(hào)，停止識(shí)別與檢測(cè)電路、 多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路、圖像數(shù)據(jù)傳輸電路的工作。
本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是
1. 多光譜TDI CCD信號(hào)仿真及檢測(cè)方法的應(yīng)用能代替多光譜TDI CCD 芯片做早期仿真輸出視頻圖像信號(hào)試驗(yàn)，防止因未完全掌握多光譜TDI CCD 芯片特性發(fā)生意外，而損壞多光譜TDICCD產(chǎn)品。
2. 可避免用昂貴的多光譜TDI CCD航天芯片做長(zhǎng)期試驗(yàn)所造成的縮減芯片壽命的問題。
3. 本發(fā)明不僅僅仿真多光譜TDICCD芯片，而且可以仿真與CCD密切 相關(guān)的光學(xué)成像功能，直接實(shí)時(shí)輸出與多光譜TDI CCD —樣的視頻圖像信 號(hào)，解決了即使有了多光譜TDICCD芯片，但由于光學(xué)鏡頭等試驗(yàn)條件和環(huán) 境難以具備，也不可能立即投入試驗(yàn)工作的問題。
4. 可完成與多光譜TDI CCD芯片相關(guān)的相機(jī)電性系統(tǒng)運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)工作。


圖1是多光譜TDICCD信號(hào)仿真及檢測(cè)電路設(shè)計(jì)原理示意圖2是控制信號(hào)識(shí)別與檢測(cè)電路原理示意圖3是CCD信號(hào)仿真輸出電路原理示意圖4是圖像數(shù)據(jù)傳輸通道示意圖5是信號(hào)頻率檢測(cè)示意圖6是同頻率信號(hào)相位延遲檢測(cè)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，以便對(duì)本發(fā)明的目的、特征及優(yōu) 點(diǎn)進(jìn)行更深入的理解。
參照?qǐng)Dl，本發(fā)明方法是將中心計(jì)算機(jī)總控系統(tǒng)l、圖像數(shù)據(jù)源生成及傳 輸系統(tǒng)2、成像處理電路輸出的控制信號(hào)的識(shí)別與檢測(cè)電路3、多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路4以及同步時(shí)鐘電路5組成的仿真測(cè)試閉環(huán)系統(tǒng)連接 到TDI-CCD成像處理電路6上。
以下詳細(xì)介紹各部分組成。
1)中心計(jì)算機(jī)總控系統(tǒng)
中心計(jì)算機(jī)總控系統(tǒng)，完成協(xié)調(diào)控制多個(gè)電路系統(tǒng)之間的關(guān)系。主要工 作包括控制時(shí)統(tǒng)電路的開啟、關(guān)閉，接收識(shí)別與檢測(cè)電路的問題信息并顯示在計(jì)算機(jī)屏幕；控制圖像源數(shù)據(jù)的選擇、發(fā)送。
2) 圖像數(shù)據(jù)源生成系統(tǒng)，將現(xiàn)有的圖像數(shù)據(jù)，或計(jì)算機(jī)生成的特殊測(cè)試 圖像經(jīng)過數(shù)字變換，轉(zhuǎn)換為符合多光譜TDI CCD視頻信號(hào)輸出標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)， 并存儲(chǔ)在磁盤陣列中，該過程稱之為圖像預(yù)制。本例中所仿真的多光譜TDI CCD包含紅、綠、藍(lán)和亮度信息，由全色和彩色兩種象素構(gòu)成，像元直徑彩 色為全色的4倍，象素輸出頻率全色為彩色的2倍，象素?cái)?shù)全色4096象素/ 行，彩色1024象素/行，彩色分R、 G、 B三通道同時(shí)輸出，全色分8通道同 時(shí)輸出。
圖像源產(chǎn)生方法利用一幅寬度為1024象素的彩色圖像，分離出R、 G、 B分量單獨(dú)存儲(chǔ)，同時(shí)采用三次樣條插值的圖像插值的方法，將圖像擴(kuò)大為 4096象素/行，將插值后的圖像亮度作為全色圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
參照?qǐng)D4，圖像數(shù)據(jù)源傳輸通道，預(yù)制好的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤陣列7， 通過PCI-E總線8讀入計(jì)算機(jī)內(nèi)存9，再以DMA方式通過PCI-X總線10傳 輸?shù)揭粔KFPGA開發(fā)板11中，開發(fā)板以Altera公司的Cyclone2芯片為主控 制芯片，控制PCI-X總線數(shù)據(jù)的讀寫，同時(shí)將收到的數(shù)據(jù)以LVDS傳輸方式 12傳輸?shù)紺CD信號(hào)仿真輸出電路。
3) 參照?qǐng)D2，識(shí)別與檢測(cè)電路，由以下子系統(tǒng)構(gòu)成電壓調(diào)理電路(使 驅(qū)動(dòng)信號(hào)和直流偏置信號(hào)的電壓按固定比例調(diào)整到A/D轉(zhuǎn)換電路和比較器電 路可接受的電壓范圍)、全色相關(guān)信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換及邏輯比較電路(A/D轉(zhuǎn)換 主要用來采樣輸入的直流偏置信號(hào)的幅值，以便進(jìn)行幅值合法性的判定，比 較電路量化驅(qū)動(dòng)電平為數(shù)字化的O、 1，以便進(jìn)行信號(hào)頻率的測(cè)量和信號(hào)間邏 輯關(guān)系比較)，彩色相關(guān)信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換及邏輯比較電路，主控芯片電路—— 采用Xilinx公司的Virtex4芯片，完成對(duì)A/D和比較器的采集控制、數(shù)據(jù)分 析判斷，與中心計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊、與信號(hào)仿真輸出電路通訊，時(shí)統(tǒng)接收等 任務(wù)。頻率的測(cè)量及邏輯比較的方法
采用測(cè)周期的方法來測(cè)量輸入信號(hào)頻率。如圖5所示，輸入的驅(qū)動(dòng)信號(hào)
經(jīng)過比較器后變?yōu)榉讲?，只有高低兩種電平。選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的已知頻率fs信 號(hào)(為能完全采樣，該頻率應(yīng)大于等于被測(cè)頻率2倍，這里我們選擇fs為待
測(cè)頻率的IO倍以上)，在待測(cè)信號(hào)的一個(gè)周期TX內(nèi)，記錄標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的周期數(shù)
Ns，則被測(cè)信號(hào)的頻率fx為
在頻率測(cè)量的基礎(chǔ)上進(jìn)一步可測(cè)量?jī)蓚€(gè)同頻率信號(hào)的相位延遲時(shí)間，將
以fs頻率采集到的兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行相與運(yùn)算，再與其中的一個(gè)波形作差，得到 的如圖6所示的新方波的高電平即為相位差，采用一個(gè)比f(wàn)s更高頻率的信號(hào) fs'在相位差時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)為Ns'，則兩信號(hào)的相位延遲時(shí)間為iV,/X,。
4)參照?qǐng)D3， TDI-CCD信號(hào)的仿真輸出電路，由以下子系統(tǒng)構(gòu)成11 路D/A轉(zhuǎn)換電路(8路全色，3路彩色)，ll路放大與濾波電路，DDR SDRAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路(采用2片DDR SDRAM，以乒乓緩存機(jī)制存儲(chǔ))，LVDS接口 電路(接收來自圖像數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù))，主控芯片電路——同樣采用Xilinx公司 的Virtex4芯片完成與中心計(jì)算機(jī)圖像數(shù)據(jù)源通訊、DDR SDRAM的乒乓存取 控制、D/A輸出控制、與識(shí)別檢測(cè)電路通訊以及時(shí)統(tǒng)接收等任務(wù)。
乒乓控制機(jī)制
利用FPGA的并行操作特點(diǎn)，數(shù)據(jù)的更新與信號(hào)生成同步進(jìn)行。當(dāng)圖像 數(shù)據(jù)往DDR SDRAM-A內(nèi)存儲(chǔ)時(shí)，信號(hào)生成所需數(shù)據(jù)從DDR SDRAM-B中 獲得，如果二者的速度不一致，以信號(hào)生成的速度為準(zhǔn)，圖像存儲(chǔ)的速度應(yīng) 不小于讀出的速度，當(dāng)DDRSDRAM-A存滿時(shí)，DDR SDRAM-B的數(shù)據(jù)還未 輸出完時(shí)，則停止數(shù)據(jù)更新，等待DDRSDRAM-B中數(shù)據(jù)輸出完畢。當(dāng)DDR SDRAM-B數(shù)據(jù)讀出完畢后，兩存儲(chǔ)器角色對(duì)換，DDR SDRAM-B開始接收 數(shù)據(jù)更新，DDR SDRAM-A開始數(shù)據(jù)讀出。5)同步時(shí)鐘電路，完成了對(duì)全部電子學(xué)系統(tǒng)的同步控制，所有電路的時(shí) 鐘信號(hào)、工作啟動(dòng)和停止的信號(hào)均由此電路發(fā)送，同時(shí)通過串口與中心計(jì)算
機(jī)連接，可被中心計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制。在本實(shí)例中采用了 Xilinx公司的 FPGA^Spartan2作為時(shí)統(tǒng)電路的主控制芯片，完成時(shí)鐘的統(tǒng)一管理以及與 中心計(jì)算機(jī)通訊的任務(wù)。 詳細(xì)工作過程如下-
a. 按照所設(shè)計(jì)的多光譜TDI CCD輸出信號(hào)特征，對(duì)選定的彩色圖像進(jìn)行 進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)制成仿真的多光譜數(shù)字圖像，按規(guī)定的位數(shù)、寬度和高度把 圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)磁盤陣列內(nèi)；
b. 中心計(jì)算機(jī)發(fā)出系統(tǒng)工作啟動(dòng)命令，同步時(shí)鐘電路接收后，開始輸出 全部電路系統(tǒng)需要的時(shí)鐘信號(hào)和工作啟動(dòng)信號(hào)，同時(shí)觸發(fā)識(shí)別與檢測(cè)電路、 多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路、圖像數(shù)據(jù)傳輸電路開始工作；
c. 識(shí)別與檢測(cè)電路首先通過電壓調(diào)理電路，對(duì)成像處理電路輸出的控制 信號(hào)(包括驅(qū)動(dòng)信號(hào)和直流偏置信號(hào))進(jìn)行電壓調(diào)理，使其輸出信號(hào)電壓按 固定比例調(diào)整到模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)電路和比較器電路可接受的電壓范圍。電 壓調(diào)理后的信號(hào)按照給定的多光譜TDI CCD信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)信號(hào)的幅值、頻率和 相互關(guān)系(如相位延遲)進(jìn)行檢測(cè)與邏輯分析，若經(jīng)檢測(cè)和邏輯分析后發(fā)現(xiàn) 本周期的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和直流偏置電壓信號(hào)正確，則發(fā)送檢測(cè)正確標(biāo)志信號(hào)，通 知多光譜TDICCD信號(hào)，仿真輸出電路開始輸出視頻信號(hào)，同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行下 一周期分析檢測(cè)工作；否則立即停止檢測(cè)和視頻圖像生成工作，將出錯(cuò)的結(jié) 果通過以太網(wǎng)通知中心計(jì)算機(jī)；
d. 多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路在收到同步電路的啟動(dòng)信號(hào)后， 開始工作。實(shí)時(shí)判斷識(shí)別與檢測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)收到檢測(cè)正確標(biāo)志信號(hào) 后，將DDR SDRAM專用存儲(chǔ)器中的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)讀出，經(jīng)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn) 換和放大和濾波處理，按多光譜TDI CCD信號(hào)格式輸出為模擬的視頻信號(hào)，完成一個(gè)周期的圖像信號(hào)輸出，繼續(xù)監(jiān)測(cè)，直到下一次檢測(cè)正確標(biāo)志信號(hào)的 到來。
e. 在中心計(jì)算機(jī)的控制下，按順序把磁盤陣列中預(yù)制好的圖像數(shù)據(jù)取出，
采用DMA的方法，經(jīng)PCI-X和LVDS總線傳送給多光譜TDI CCD信號(hào)仿真 輸出電路的DDR SDRAM存儲(chǔ)器中，更新信號(hào)仿真輸出電路中的圖像數(shù)據(jù)。 采用雙緩存控制機(jī)制，用兩個(gè)DDR SDRAM存儲(chǔ)器完成數(shù)據(jù)交疊式更新，即 一個(gè)DDR SDRAM負(fù)責(zé)按步驟d實(shí)時(shí)圖像讀出時(shí)，另一個(gè)完成新圖像數(shù)據(jù)的 實(shí)時(shí)接收，當(dāng)更新結(jié)束后，二者角色對(duì)換，進(jìn)行新一輪的接收和讀取。
f. 當(dāng)中心計(jì)算機(jī)發(fā)出系統(tǒng)工作停止命令，同步時(shí)鐘電路接收后，停止輸 出全部電路系統(tǒng)所需要的時(shí)鐘信號(hào)并發(fā)工作停止信號(hào)，停止識(shí)別與檢測(cè)電路、 多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路、圖像數(shù)據(jù)傳輸電路的工作。
本實(shí)例的數(shù)學(xué)建模
設(shè)識(shí)別與檢測(cè)電路的輸入亍=^12^79，其中x,.為TDI CCD驅(qū)動(dòng)信號(hào)和 直流偏置信號(hào)；圖像數(shù)據(jù)源(存儲(chǔ)在磁盤陣列中的預(yù)制圖像數(shù)據(jù)) "=《乂2，^,'" ; CCD信號(hào)生成系統(tǒng)的輸出7二乃，少2，少3…，yi1 ， 其中乂為彩色和 全色信號(hào)的某一路；時(shí)統(tǒng)輸出巧，巧表示第i周期的時(shí)鐘輸出。CCD仿真測(cè)試 數(shù)學(xué)模型為
其中/(f,f)表示是在時(shí)統(tǒng)控制下，經(jīng)檢測(cè)合格f。
權(quán)利要求
1.一種航天光學(xué)遙感器成像電路的仿真測(cè)試方法，是將中心計(jì)算機(jī)總控系統(tǒng)、圖像數(shù)據(jù)源生成及傳輸系統(tǒng)、成像處理電路輸出的控制信號(hào)的識(shí)別與檢測(cè)電路、多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路以及同步時(shí)鐘電路組成的仿真測(cè)試閉環(huán)系統(tǒng)連接到TDI-CCD成像處理電路上，按以下程序進(jìn)行光學(xué)遙感器成像電路的仿真檢測(cè)a.按照所設(shè)計(jì)的多光譜TDI CCD輸出信號(hào)特征，對(duì)選定的彩色圖像進(jìn)行進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)制成仿真的多光譜數(shù)字圖像，按規(guī)定的位數(shù)、寬度和高度把圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)磁盤陣列內(nèi)；b.中心計(jì)算機(jī)發(fā)出系統(tǒng)工作啟動(dòng)命令，同步時(shí)鐘電路接收后，開始輸出全部電路系統(tǒng)需要的時(shí)鐘信號(hào)和工作啟動(dòng)信號(hào)，同時(shí)觸發(fā)識(shí)別與檢測(cè)電路、多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路、圖像數(shù)據(jù)傳輸電路開始工作；c.識(shí)別與檢測(cè)電路首先通過電壓調(diào)理電路，對(duì)成像處理電路輸出的控制信號(hào)進(jìn)行電壓調(diào)理，使其輸出信號(hào)電壓按固定比例調(diào)整到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和比較器電路可接受的電壓范圍，電壓調(diào)理后的信號(hào)按照給定的多光譜TDI CCD信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)信號(hào)的幅值、頻率和相互關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)與邏輯分析，若經(jīng)檢測(cè)和邏輯分析后，發(fā)現(xiàn)本周期的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和直流偏置電壓信號(hào)正確，則發(fā)送檢測(cè)正確標(biāo)志信號(hào)，通知多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路，開始輸出視頻信號(hào)，同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行下一周期分析檢測(cè)工作，否則立即停止檢測(cè)和視頻圖像生成工作，將出錯(cuò)的結(jié)果通過以太網(wǎng)通知中心計(jì)算機(jī)；d.多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路在收到同步電路的啟動(dòng)信號(hào)，開始工作，實(shí)時(shí)判斷識(shí)別與檢測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)收到檢測(cè)正確標(biāo)志信號(hào)后，將DDR SDRAM專用存儲(chǔ)器中的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)讀出，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換、放大和濾波處理，按多光譜TDI CCD信號(hào)格式輸出為模擬的視頻信號(hào)，完成一個(gè)周期的圖像信號(hào)輸出，并繼續(xù)監(jiān)測(cè)，直到下一次檢測(cè)正確標(biāo)志信號(hào)的到來；e.在中心計(jì)算機(jī)的控制下，按順序把磁盤陣列中預(yù)制好的圖像數(shù)據(jù)取出，采用DMA的方法，經(jīng)PCI-X和LVDS總線傳送給多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路的DDR SDRAM中，更新信號(hào)仿真輸出電路中的圖像數(shù)據(jù)，采用雙緩存控制機(jī)制，用兩個(gè)DDR SDRAM存儲(chǔ)器完成數(shù)據(jù)交疊式更新，即一個(gè)DDR SDRAM負(fù)責(zé)按步驟d實(shí)時(shí)圖像讀出時(shí)，另一個(gè)完成新圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收，當(dāng)更新結(jié)束后，二者角色對(duì)換，進(jìn)行新一輪的接收和讀取；f.當(dāng)中心計(jì)算機(jī)發(fā)出系統(tǒng)工作停止命令，同步時(shí)鐘電路接收后，停止輸出全部電路系統(tǒng)所需要的時(shí)鐘信號(hào)并發(fā)工作停止信號(hào)，停止識(shí)別與檢測(cè)電路、多光譜TDI CCD信號(hào)仿真輸出電路、圖像數(shù)據(jù)傳輸電路的工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及對(duì)航天光學(xué)遙感器成像電路進(jìn)行檢測(cè)調(diào)試的方法，特別是一種在成像電路系統(tǒng)中缺少多光譜TDI CCD器件的條件下的一種航天光學(xué)遙感器成像電路的仿真測(cè)試方法。在時(shí)統(tǒng)電路統(tǒng)一控制下，識(shí)別檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)和分析輸入控制信號(hào)的幅值、頻率、相互關(guān)系是否正確，正確則通知信號(hào)仿真輸出系統(tǒng)產(chǎn)生符合要求的TDI CCD視頻信號(hào)，錯(cuò)誤則通過網(wǎng)絡(luò)通知中心計(jì)算機(jī)報(bào)警及顯示。輸出的視頻信號(hào)來源于計(jì)算機(jī)模擬生成的圖像數(shù)據(jù)，通過高速的圖像傳輸通道發(fā)送至信號(hào)仿真輸出系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中，采用雙緩存機(jī)制更新輸出圖像內(nèi)容，達(dá)到持續(xù)發(fā)送仿真的TDI CCD圖像信號(hào)目的。本發(fā)明方法可避免因長(zhǎng)期試驗(yàn)所造成的縮減芯片壽命的問題。
文檔編號(hào)G01R31/00GK101320065SQ200810051010
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者棟 王, 王文杰, 君 胡 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所