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前端感知设备软件接口控制文件 (ICD)

文档编号: FES-SW-ICD-001

版本: V1.0

日期: 2025-05-01

密级: 内部公开

1. 范围

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。
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。

2. 系统概述与接口关系

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。

2.1 节点定义

设备名称	缩写	逻辑编号	IP地址	备注
信号处理系统	SPS	0x01	192.168.0.100	主控节点
数据采集控制系统1	DACS-1	0x02	192.168.0.200	子阵1控制
数据采集控制系统2	DACS-2	0x03	192.168.0.201	子阵2控制
数据采集控制系统3	DACS-3	0x04	192.168.0.202	子阵3控制
天馈射频系统	ANT	0x05	N/A	LVDS/串行连接
时统供电系统	PSU/Time	0x06	N/A	RS485连接

2.2 通信链路规划

链路名称	连接对象	物理介质	传输协议	带宽要求	关键约束
控制/状态链路	SPS <-> DACS	Ethernet	UDP/IP	10 Gbps	低延迟优先
大数据回波链路	SPS <-> DACS	Ethernet	UDP/IP	10 Gbps	MTU 9000 (Jumbo Frame)
前端控制链路	DACS <-> ANT	LVDS/RS422	私有串行	5 Mbps	CRC-16 校验

3. 通用协议规范

3.1 数据格式与字节序

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。

3.2 结构体对齐

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。

3.3 校验算法

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。

多项式: 0x1021 (x^{16} \+ x^{12} \+ x^5 \+ 1)
初始值: 0xFFFF
结果处理: 不取反，小端传输

4. 以太网通信协议

4.1 端口分配

发送方	接收方	信息类型	协议	目标端口 (Base)	备注
SPS	DACS (1~3)	控制命令	UDP	10011 ~ 10013	+0, +1, +2
DACS (1~3)	SPS	状态信息	UDP	10021 ~ 10023	+0, +1, +2
DACS (1~3)	SPS	回波数据	UDP	10031 ~ 10033	需开启巨型帧

4.2 通用报文头结构 (Ethernet Header)

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）：

偏移	字段名称	长度	类型	说明
0	SenderID	1B	uint8	发送设备编号
1	RespFlag	1B	uint8	响应标志 (0:无需, 1:需要)
2	SeqID	2B	uint16	命令序号 (循环计数)
4	TargetID	1B	uint8	受控设备编号
5	CmdCode	1B	uint8	命令编号 (见附录A)
6	RetryCnt	1B	uint8	重发次数 (0-2)
7	Timestamp	4B	uint32	数据生成时间 (秒计数)
11	Version	2B	uint16	版本号/子序号
13	DataLen	2B	uint16	后续载荷长度 (不含包头)

5. 详细载荷定义

5.1 参数安排数据包 (SPS -> DACS)

对应命令编号：0x22 (状态设置和参数安排)

序号	字段名称	类型	精度/单位	说明
1	FrameCount	uint32	1	搜索帧计数
2	BeamTotal	uint16	1	帧波束总数
3	SecBeamNum	uint16	1	秒周期安排波束数
4	CPICount	uint32	1	CPI计数基数
5	BeamID	uint8	1	波束编号
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
7	WidthSel	uint8	Bitfield	D1-0:收发展宽, D4-2:方位展宽, D7-5:俯仰展宽
8	Azimuth	int16	0.0025°	方位指向，范围 [-65, 65] 度
9	Elevation	int16	0.0025°	俯仰指向，范围 [-65, 65] 度
10	FreqCode	uint8	10MHz	0=15.5GHz, Step=10MHz
11	MGC_Gain	uint16	0.5dB	D7-0:短码增益, D15-8:长码增益
12	SigType	uint8	N/A	信号波形类型定义
13	Bandwidth	uint16	0.5MHz	D7-0:短码带宽, D15-8:长码带宽
14	PulseWidth	uint16	0.5us	D7-0:短码脉宽, D15-8:长码脉宽
15	PRT	uint16	1us	脉冲重复周期
16	AccPoints	uint16	1	积累点数
17	SimDelay	uint16	0.01us	模拟目标距离延迟
18	SimSpeed	int16	360/2^15	模拟目标速度
19	SampShort	uint16	1	短码采样点数
20	SampLong	uint16	1	长码采样点数
21	DataRate	uint8	1Mbps	采样率

5.2 回波AD数据包 (DACS -> SPS)

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。

序号	字段名称	类型	说明
1	CPICount	uint32	CPI计数
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）
22	PRT_Count	uint16	N (脉冲个数)
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)

6. 串行通信协议 (DACS <-> 天馈)

6.1 下行控制包 (DACS -> ANT)

采用定长数据帧，总长度 24 Bytes。

偏移	字段名称	长度	说明
0	Header	2B	固定 0x55AA
2	DestID	1B	固定 0x05 (天馈)
3	SrcID	1B	DACS ID (0x02/03/04)
4	TotalLen	2B	固定 24 (0x0018)
6	CPICount	4B	CPI/波束计数
10	WorkMode	1B	工作方式 (同表A.3)
11	WidthSel	1B	展宽选择 (同表A.3)
12	Azimuth	2B	方位指向 (0.0025°/LSB)
14	Elevation	2B	俯仰指向 (0.0025°/LSB)
16	Frequency	1B	工作频率代码
17	MGC_Gain	2B	MGC 增益控制
19	Reserved	3B	保留字段 (全0)
22	CRC16	2B	CRC-16-CCITT 校验码

6.2 上行状态包 (ANT -> DACS)