在轨载荷的高速图像字边界对齐方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及高速串行数据传输，尤其涉及一种在轨载荷的高速图像字边界对齐方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、低压差分信号接口凭借高速、低功耗以及强抗干扰的优势，广泛应用于在轨载荷中星载高速图像传感器向图像处理芯片传输像素数据的场景中。在源同步低压差分信号接口体系下，发送端会将像素数据序列化为高速串行比特流，接收端需要完成串并转换，把串行比特流还原为并行像素字。串并转换过程中存在字边界对齐的技术难点，接收端可从任意比特位置启动工作，串并转换得到的字边界会与发送端存在相位偏移，只有找到准确的字边界位置，才能够还原出正确的像素数据。在双倍数据率工作模式下，像素数据会在时钟上升沿与下降沿同时完成采样，形成两路采样数据，两路数据之间的时序关系需要额外处理，才能够保障字节对齐的正确性。

2、高速图像传感器接口工作时，发送端会在配置阶段输出已知的同步训练序列，接收端依靠该训练序列确定字边界，之后切换至正常像素数据接收模式，该过程需要在空间电磁干扰、单粒子瞬态扰动、信号串扰、时钟抖动等复杂航天在轨环境下稳定运行。传统单次匹配的字对齐方式抗干扰能力不足，高速传输过程中的干扰容易造成虚假匹配，出现误锁定问题，在轨场景下误锁定会直接造成图像帧错乱、载荷数据失效。部分方案对双边采样两路数据分别独立对齐，容易出现极性翻转，对硬件走线的时序一致性要求严苛。还有依靠软件反复交互完成标定的实现方式，上电耗时较长，无法满足载荷在轨复位后快速重同步的需求，也无法处理双边采样带来的奇偶位错乱问题，难以兼顾宇航高可靠对齐可靠性、多像素位宽适配以及快速上电初始化的实际使用需求。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种在轨载荷的高速图像字边界对齐方法、装置、设备及存储介质，旨在实现可靠、快速、自主的字边界对齐。

2、本发明第一方面提供了一种在轨载荷的高速图像字边界对齐方法，包括：获取相机发送的lvds串行数据流，基于所述lvds串行数据流获取上升沿采样数据、下降沿采样数据和并行数据；获取当前字边界位置，根据所述当前字边界位置截取所述并行数据的比特片段，将所述比特片段与预设的标准参考校验码进行匹配检测，并统计连续匹配成功次数，当连续匹配成功次数超过预设的次数阈值时，获取目标索引和当前传输模式；基于所述目标索引和所述当前传输模式对所述上升沿采样数据和所述下降沿采样数据进行奇偶位交换修正处理，得到修正采样数据；获取缓存的前周期残余比特，根据所述目标索引对所述修正采样数据和所述前周期残余比特进行动态位拼接处理，得到连续像素数据流。

3、可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述基于所述lvds串行数据流获取上升沿采样数据、下降沿采样数据和并行数据，包括：对所述lvds串行数据流进行采样处理，得到所述上升沿采样数据和所述下降沿采样数据；对所述上升沿采样数据和所述下降沿采样数据进行串并转换处理，得到所述并行数据。

4、可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述获取当前字边界位置，根据所述当前字边界位置截取所述并行数据的比特片段，将所述比特片段与预设的标准参考校验码进行匹配检测，并统计连续匹配成功次数，当连续匹配成功次数超过预设的次数阈值时，获取目标索引和当前传输模式，包括：s301、获取当前索引以及与所述当前索引对应的当前字边界位置，根据所述当前字边界位置截取所述并行数据的比特片段；s302、将所述比特片段与预设的标准参考校验码进行首次同步字匹配检测处理：当匹配失败时，更新所述当前索引，得到更新索引，将所述更新索引作为新的当前索引，并返回步骤s301；当匹配成功时，将所述比特片段与预设的标准参考校验码进行连续多周期逐位匹配处理，并统计连续匹配成功次数，判断所述连续匹配成功次数是否超过预设的次数阈值，当连续匹配成功次数超过预设次数阈值时，将当前索引作为所述目标索引，并获取当前传输模式。

5、可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述将所述比特片段与预设的标准参考校验码进行连续多周期逐位匹配处理，并统计连续匹配成功次数，判断所述连续匹配成功次数是否超过预设的次数阈值，包括：将所述比特片段与预设的标准参考校验码进行连续多周期逐位匹配处理；当匹配成功时，对连续匹配成功次数进行累加处理，直至连续匹配成功次数超过预设的次数阈值；当匹配失败时，对所述连续匹配成功次数进行清零处理，重新将所述比特片段与预设的标准参考校验码进行连续多周期逐位匹配处理，直至连续匹配成功次数超过预设的次数阈值。

6、可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述基于所述目标索引和所述当前传输模式对所述上升沿采样数据和所述下降沿采样数据进行奇偶位交换修正处理，得到修正采样数据，包括：获取预设的像素位宽，基于所述像素位宽确定交换阈值，并将所述交换阈值与所述目标索引进行比对；当所述当前传输模式为ddr模式，且所述目标索引≥所述交换阈值时，对所述上升沿采样数据和所述下降沿采样数据进行奇偶位交换修正处理，得到所述修正采样数据。

7、可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述根据所述目标索引对所述修正采样数据和所述前周期残余比特进行动态位拼接处理，得到连续像素数据流，包括：获取预设的并行字位宽，基于所述并行字位宽和所述目标索引确定第一偏移量；基于所述目标索引对所述修正采样数据进行右移处理，得到拼接低位片段；基于所述第一偏移量对所述前周期残余比特进行左移处理，得到拼接高位片段；对所述拼接低位片段和所述拼接高位片段进行按位或运算处理，得到所述连续像素数据流。

8、本发明第二方面提供了一种在轨载荷的高速图像字边界对齐装置，包括：数据获取模块：用于获取相机发送的lvds串行数据流，基于所述lvds串行数据流获取上升沿采样数据、下降沿采样数据和并行数据；匹配检测模块：用于获取当前字边界位置，根据所述当前字边界位置截取所述并行数据的比特片段，将所述比特片段与预设的标准参考校验码进行匹配检测，并统计连续匹配成功次数，当连续匹配成功次数超过预设的次数阈值时，获取目标索引和当前传输模式；修正模块：用于基于所述目标索引和所述当前传输模式对所述上升沿采样数据和所述下降沿采样数据进行奇偶位交换修正处理，得到修正采样数据；拼接模块：用于获取缓存的前周期残余比特，根据所述目标索引对所述修正采样数据和所述前周期残余比特进行动态位拼接处理，得到连续像素数据流。

9、本发明第三方面提供了一种在轨载荷的高速图像字边界对齐设备，所述在轨载荷的高速图像字边界对齐设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；至少一个所述处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述在轨载荷的高速图像字边界对齐设备执行上述任一项所述的在轨载荷的高速图像字边界对齐方法的各个步骤。

10、本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令被处理器执行时实现上述任一项所述在轨载荷的高速图像字边界对齐方法的各个步骤。

11、本发明的技术方案中，首先获取相机发送的lvds串行数据流，基于lvds串行数据流获取上升沿采样数据、下降沿采样数据和并行数据，然后获取当前字边界位置，根据当前字边界位置截取并行数据的比特片段，将比特片段与预设的标准参考校验码进行匹配检测，并统计连续匹配成功次数，当连续匹配成功次数超过预设的次数阈值时，获取目标索引和当前传输模式，接着基于目标索引和当前传输模式对上升沿采样数据和下降沿采样数据进行奇偶位交换修正处理，得到修正采样数据，最后获取缓存的前周期残余比特，根据目标索引对修正采样数据和前周期残余比特进行动态位拼接处理，得到连续像素数据流，旨在实现可靠、快速、自主的字边界对齐。