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# **前端感知设备软件接口控制文件 (ICD)**
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**文档编号**: FES-SW-ICD-001
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**版本**: V1.0
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**日期**: 2025-05-01
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**密级**: 内部公开
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## **1\. 范围**
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本接口控制文件（ICD）规定了前端感知系统中，信号处理系统（SPS）、数据采集控制系统（DACS）、天馈射频系统及相关外设之间的通信协议、数据格式及时序要求。
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本文件适用于前端感知系统的软件开发、系统集成及联调测试。
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## **2\. 系统概述与接口关系**
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前端感知系统采用星型分布式架构，由1个信号处理系统作为主控节点，控制3个分布式数据采集控制系统。
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### **2.1 节点定义**
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| 设备名称 | 缩写 | 逻辑编号 | IP地址 | 备注 |
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| :---- | :---- | :---- | :---- | :---- |
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| 信号处理系统 | SPS | 0x01 | 192.168.0.100 | 主控节点 |
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| 数据采集控制系统1 | DACS-1 | 0x02 | 192.168.0.200 | 子阵1控制 |
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| 数据采集控制系统2 | DACS-2 | 0x03 | 192.168.0.201 | 子阵2控制 |
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| 数据采集控制系统3 | DACS-3 | 0x04 | 192.168.0.202 | 子阵3控制 |
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| 天馈射频系统 | ANT | 0x05 | N/A | LVDS/串行连接 |
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| 时统供电系统 | PSU/Time | 0x06 | N/A | RS485连接 |
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### **2.2 通信链路规划**
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| 链路名称 | 连接对象 | 物理介质 | 传输协议 | 带宽要求 | 关键约束 |
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| :---- | :---- | :---- | :---- | :---- | :---- |
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| **控制/状态链路** | SPS \<-\> DACS | Ethernet | UDP/IP | 10 Gbps | 低延迟优先 |
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| **大数据回波链路** | SPS \<-\> DACS | Ethernet | UDP/IP | 10 Gbps | **MTU 9000 (Jumbo Frame)** |
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| **前端控制链路** | DACS \<-\> ANT | LVDS/RS422 | 私有串行 | 5 Mbps | **CRC-16 校验** |
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## **3\. 通用协议规范**
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### **3.1 数据格式与字节序**
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为保证基于 x86/ARM 架构的通用计算平台处理效率，系统内所有多字节字段（short, int, long, float 等）传输时均采用 **小端模式 (Little-Endian)**，即低字节在前，高字节在后。
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### **3.2 结构体对齐**
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所有通信数据包结构体均采用 **1字节对齐 (1-byte alignment/packed)**，严禁编译器插入填充字节。
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### **3.3 校验算法**
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为确保复杂电磁环境下的数据完整性，所有串行通信链路均采用 **CRC-16-CCITT** 算法。
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* **多项式**: 0x1021 ($x^{16} \+ x^{12} \+ x^5 \+ 1$)
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* **初始值**: 0xFFFF
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* **结果处理**: 不取反，小端传输
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## **4\. 以太网通信协议**
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### **4.1 端口分配**
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| 发送方 | 接收方 | 信息类型 | 协议 | 目标端口 (Base) | 备注 |
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| :---- | :---- | :---- | :---- | :---- | :---- |
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| SPS | DACS (1\~3) | 控制命令 | UDP | 10011 \~ 10013 | \+0, \+1, \+2 |
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| DACS (1\~3) | SPS | 状态信息 | UDP | 10021 \~ 10023 | \+0, \+1, \+2 |
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| DACS (1\~3) | SPS | 回波数据 | UDP | 10031 \~ 10033 | **需开启巨型帧** |
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### **4.2 通用报文头结构 (Ethernet Header)**
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所有以太网UDP报文（命令、状态、回波）均包含以下标准包头（15字节）：
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| 偏移 | 字段名称 | 长度 | 类型 | 说明 |
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| :---- | :---- | :---- | :---- | :---- |
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| 0 | SenderID | 1B | uint8 | 发送设备编号 |
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| 1 | RespFlag | 1B | uint8 | 响应标志 (0:无需, 1:需要) |
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| 2 | SeqID | 2B | uint16 | 命令序号 (循环计数) |
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| 4 | TargetID | 1B | uint8 | 受控设备编号 |
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| 5 | CmdCode | 1B | uint8 | 命令编号 (见附录A) |
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| 6 | RetryCnt | 1B | uint8 | 重发次数 (0-2) |
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| 7 | Timestamp | 4B | uint32 | 数据生成时间 (秒计数) |
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| 11 | Version | 2B | uint16 | 版本号/子序号 |
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| 13 | DataLen | 2B | uint16 | 后续载荷长度 (不含包头) |
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## **5\. 详细载荷定义**
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### **5.1 参数安排数据包 (SPS \-\> DACS)**
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对应命令编号：0x22 (状态设置和参数安排)
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| 序号 | 字段名称 | 类型 | 精度/单位 | 说明 |
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| :---- | :---- | :---- | :---- | :---- |
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| 1 | FrameCount | uint32 | 1 | 搜索帧计数 |
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| 2 | BeamTotal | uint16 | 1 | 帧波束总数 |
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| 3 | SecBeamNum | uint16 | 1 | 秒周期安排波束数 |
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| 4 | CPICount | uint32 | 1 | CPI计数基数 |
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| 5 | BeamID | uint8 | 1 | 波束编号 |
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| 6 | WorkStatus | uint8 | Bitfield | D2-0:天线模式, D4-3:收发控制, D5:射频模拟, D7-6:波束类型 |
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| 7 | WidthSel | uint8 | Bitfield | D1-0:收发展宽, D4-2:方位展宽, D7-5:俯仰展宽 |
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| 8 | Azimuth | int16 | **0.0025°** | 方位指向，范围 \[-65, 65\] 度 |
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| 9 | Elevation | int16 | **0.0025°** | 俯仰指向，范围 \[-65, 65\] 度 |
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| 10 | FreqCode | uint8 | 10MHz | 0=15.5GHz, Step=10MHz |
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| 11 | MGC\_Gain | uint16 | 0.5dB | D7-0:短码增益, D15-8:长码增益 |
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| 12 | SigType | uint8 | N/A | 信号波形类型定义 |
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| 13 | Bandwidth | uint16 | 0.5MHz | D7-0:短码带宽, D15-8:长码带宽 |
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| 14 | PulseWidth | uint16 | 0.5us | D7-0:短码脉宽, D15-8:长码脉宽 |
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| 15 | PRT | uint16 | 1us | 脉冲重复周期 |
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| 16 | AccPoints | uint16 | 1 | 积累点数 |
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| 17 | SimDelay | uint16 | 0.01us | 模拟目标距离延迟 |
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| 18 | SimSpeed | int16 | 360/2^15 | 模拟目标速度 |
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| 19 | SampShort | uint16 | 1 | 短码采样点数 |
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| 20 | SampLong | uint16 | 1 | 长码采样点数 |
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| 21 | DataRate | uint8 | 1Mbps | 采样率 |
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### **5.2 回波AD数据包 (DACS \-\> SPS)**
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**注意**：该数据包载荷通常超过 1500 字节，严禁依赖 IP 分片。网络交换设备必须配置 **MTU 9000**。
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| 序号 | 字段名称 | 类型 | 说明 |
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| :---- | :---- | :---- | :---- |
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| 1 | CPICount | uint32 | CPI计数 |
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| 2-21 | (参数回传) | \- | 包含当前CPI的实际执行参数（结构同5.1节序号6-21） |
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| 22 | PRT\_Count | uint16 | N (脉冲个数) |
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| 23 | IQ\_Data | Buffer | 变长数据区。排列格式： N \* (和路短码IQ \+ 和路长码IQ \+ 差路短码IQ ... \+ 辅助路IQ) |
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## **6\. 串行通信协议 (DACS \<-\> 天馈)**
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### **6.1 下行控制包 (DACS \-\> ANT)**
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采用定长数据帧，总长度 **24 Bytes**。
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| 偏移 | 字段名称 | 长度 | 说明 |
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| :---- | :---- | :---- | :---- |
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| 0 | Header | 2B | 固定 **0x55AA** |
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| 2 | DestID | 1B | 固定 0x05 (天馈) |
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| 3 | SrcID | 1B | DACS ID (0x02/03/04) |
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| 4 | TotalLen | 2B | 固定 24 (0x0018) |
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| 6 | CPICount | 4B | CPI/波束计数 |
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| 10 | WorkMode | 1B | 工作方式 (同表A.3) |
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| 11 | WidthSel | 1B | 展宽选择 (同表A.3) |
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| 12 | Azimuth | 2B | 方位指向 (0.0025°/LSB) |
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| 14 | Elevation | 2B | 俯仰指向 (0.0025°/LSB) |
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| 16 | Frequency | 1B | 工作频率代码 |
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| 17 | MGC\_Gain | 2B | MGC 增益控制 |
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| 19 | **Reserved** | **3B** | 保留字段 (全0) |
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| 22 | **CRC16** | **2B** | **CRC-16-CCITT 校验码** |
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### **6.2 上行状态包 (ANT \-\> DACS)**
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采用定长数据帧，总长度 **24 Bytes**。
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| 偏移 | 字段名称 | 长度 | 说明 |
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| :---- | :---- | :---- | :---- |
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| 0 | Header | 2B | 固定 **0x55AA** |
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| 2 | DestID | 1B | DACS ID (0x02/03/04) |
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| 3 | SrcID | 1B | 固定 0x05 (天馈) |
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| 4 | TotalLen | 2B | 固定 24 (0x0018) |
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| 6 | CPICount | 4B | 对应执行的CPI计数 |
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| 10 | WorkMode | 1B | 当前工作方式 |
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| 11 | WidthSel | 1B | 当前展宽状态 |
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| 12 | Azimuth | 2B | 当前方位 (0.0025°/LSB) |
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| 14 | Elevation | 2B | 当前俯仰 (0.0025°/LSB) |
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| 16 | Frequency | 1B | 当前频率 |
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| 17 | MGC\_Gain | 2B | 当前增益 |
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| 19 | FaultCode | 2B | 故障状态码 (Bit0: 综合故障, Bit1-15: 扩展定义) |
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| 21 | **Reserved** | **1B** | 保留字段 (全0) |
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| 22 | **CRC16** | **2B** | **CRC-16-CCITT 校验码** |
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## **附录 A：单位换算参考**
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1. **角度**: Physical\_Angle (deg) \= Raw\_Value \* 0.0025
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2. **频率**: Frequency (MHz) \= 15500 \+ Raw\_Value \* 10
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3. **增益**: Gain (dB) \= Raw\_Value \* 0.5
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4. **时间**: Ethernet Header 中的 Timestamp 为 UTC 时间的秒数部分。
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