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深空探测是人类对宇宙空间资源的研究与探索,深空探测接收机系统接收、处理、存储、转发来自探测器的下行信号,通过对这些无线电信号进行分析处理可以确定探测器轨道,开展多种行星科学研究,而多通道接收机系统可以进行跨波段观测和多目标跟踪,具有重要的研究价值。本文首先介绍了一种层叠式结构的深空探测接收机系统RSR-ARM以及其中的ADC信号采集模块、FPGA信号处理模块和ARM系统控制模块,在此基础上提出了一种带有四通道千兆以太网口的扩展RSR-ARM方案,将系统的数据通信能力扩展了 4倍,解决了系统在数据传输上遇到的瓶颈,同时,这种扩展系统实现了与原有RSR-ARM系统应用设计的无缝连接,原有的设计可以不加修改地在扩展系统上正常工作,从而使得对系统功能扩展的设计和调试的工作量降低到了最小。在此基础上,完成了四通道千兆网通信模块硬件的设计,该功能扩展模块以四片88E1111为核心,根据实际应用中不同场景需求设计了 SFP光模块接口和RJ-45网线接口,与MAC层连接兼容GMII和RGMII两种方式。论文完成了该模块的8层高速PCB设计,并在FPGA硬件平台内基于V6EMAC IP核实现了千兆以太网的数据链路层的设计,通过该模块对上层模块处理过的系统数据进行千兆以太网传输。此外,论文还对该模块进行了传输能力测试,结果表明每个通道均可达到千兆。然后,论文在扩展的RSR-ARM平台中完成了 2路模拟输入、8路数据输出的数据处理系统,使得系统可以实现跨波段观测和多目标跟踪。论文通过Verilog语言构建了高速数据接口解决了数据速率高于FPGA工作时钟上限以及分路数据间不同步等问题,通过构建高速并行下变频使得系统可以对GS/s级别的数据实现下变频,此外系统通过链式结构实现多种速度的数据输出,各模块接口软件可编程使得系统满足灵活性强的要求。接着,介绍了 ARM硬件平台Linux操作系统的控制设计,基于B/S架构的远程控制软件系统按照功能划分为三个部分:实现软硬件间的传输接口的驱动层;解析指令完成相应的对硬件的控制操作的服务层;实现系统与用户间的交互的客户层,并在Visual Studio开发环境下使用C语言实现千兆以太网数据存储任务,其与系统的控制软件系统分离,可以减小系统运行压力。最后,本文在不同传输介质下、不同介质无关接口下和双通道同步等情况下对系统进行测试,测试结果表明,系统可以满足各项预定指标。