基于ARM的以太网转换器的设计与实现
发布时间：2023-01-06 20:26
相对于其它通信方式来说,激光通信具有独特的优越性,其具有强大的抗电磁干扰的能力、较强的有电保密性能、良好的电磁兼容性。对于战场移动指挥条件下的通信需要,激光通信也能够表现出良好的适应性。不仅可以临时架设激光通信系统作为移动通信的转接,可以在野外的高山之间架设激光通信系统,还可以在陆、海、船三者之间实现激光通信系统的架设等等。在未来军事通信网络的发展中,激光通信将会成为通信手段的主流,因其优越的性能,受到了世界多个国家的广泛关注。 本文建立的以太网系统,将网络芯片和ARM以及μC/OS-Ⅱ操作系统的优点加以融合,使以太网得以实现与激光通信系统的良好连接。本文的设计中搭建的硬件系统由网络芯片、AT91RM9200处理器、存储器为主要部件,并在AT91RM9200处理器上成功的将μC/OS-Ⅱ操作系统进行移植。对构建完成后的系统进行了整体的试验测试,测试结果证明本系统可以良好的实现对以太网数据的转换,使100Mbps以太网数据可以转换为8Mbps的PECL电平数据,以满足在激光发射系统中进行数据传输的需要。
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目的
1.3 理论依据
1.4 研究方案
1.4.1 结构框架设计
1.4.2 基本性能要求
1.4.3 处理器的选择
2 相关技术分析
2.1 体系结构
2.2 TCP/IP协议
2.2.1 ARP和RARP
2.2.2 IP
2.2.3 TCP
2.3 编码方式
2.3.1 基带传输码型分析
2.3.2 差分曼彻斯特码
2.4 CSMA/CD
3 嵌入式系统设计
3.1 ARM微处理器概述
3.2 ARM微处理器体系结构
3.2.1 嵌入式硬件体系结构
3.2.2 ARM9微处理器结构
3.3 基于ARM的嵌入式系统开发
3.3.1 嵌入式软件开发流程
3.3.2 嵌入式操作系统
3.3.3 应用程序
3.3.4 ARM集成开发环境
4 MC/OS-Ⅱ的移植设计与测试
4.1 MC/OS-Ⅱ移植设计
4.1.1 OS_CPU.H的移植
4.1.2 OS_CPU_C.C的移植
4.1.3 OS_CPU_A.ASM的移植
4.2 移植测试
5 转换器的实现
5.1 数据转换原理
5.1.1 物理层数字信号接收和电平判决
5.1.2 帧数据的拆包
5.2 数据转换硬件设计
5.2.1 系统整体硬件设计
5.2.2 帧处理模块设计
5.2.3 输出信号编码电路设计
5.2.4 TTL电平转换为PECL电平
5.3 数据转换软件设计
5.3.1 转换软件程序流程图
5.3.2 初始化过程
5.3.3 数据转换处理过程
6 实验测试
6.1 测试码速率
6.2 环境模拟测试
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌入式TCP/IP协议的高速电网络数据采集系统[J]. 鲁力,张波. 仪器仪表学报. 2009(02)
[2]基于嵌入式以太网的变电站自动化系统无缝通信体系结构[J]. 孙鸣,谢芝东. 电网技术. 2007(09)
[3]基于ARM的以太网与CAN总线互联网关的设计[J]. 刘晓莉,高军,赵延明. 工业控制计算机. 2007(04)
[4]基于ARM的嵌入式Linux操作系统移植的研究[J]. 刘名博,邓中亮. 计算机系统应用. 2006(11)
[5]24位A/D转换器ADS1255及其应用[J]. 何建,胡焱,周超. 西南民族大学学报(自然科学版). 2006(05)
[6]基于ARM的嵌入式系统的可靠性强化试验定量分析评估[J]. 姚金勇,姜同敏. 航空学报. 2006(05)
[7]工业以太网和CAN总线系统的通信软件设计[J]. 姚晓峰,陈晓侠,张春光. 控制工程. 2006(03)
[8]十六位模数转换器AD7705及其应用[J]. 敖振浪,李源鸿,谭鉴荣. 成都信息工程学院学报. 2003(03)
[9]试论工业以太网实时通信技术[J]. 王威,缪学勤. 自动化仪表. 2003(02)
本文编号：3728297
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目的
1.3 理论依据
1.4 研究方案
1.4.1 结构框架设计
1.4.2 基本性能要求
1.4.3 处理器的选择
2 相关技术分析
2.1 体系结构
2.2 TCP/IP协议
2.2.1 ARP和RARP
2.2.2 IP
2.2.3 TCP
2.3 编码方式
2.3.1 基带传输码型分析
2.3.2 差分曼彻斯特码
2.4 CSMA/CD
3 嵌入式系统设计
3.1 ARM微处理器概述
3.2 ARM微处理器体系结构
3.2.1 嵌入式硬件体系结构
3.2.2 ARM9微处理器结构
3.3 基于ARM的嵌入式系统开发
3.3.1 嵌入式软件开发流程
3.3.2 嵌入式操作系统
3.3.3 应用程序
3.3.4 ARM集成开发环境
4 MC/OS-Ⅱ的移植设计与测试
4.1 MC/OS-Ⅱ移植设计
4.1.1 OS_CPU.H的移植
4.1.2 OS_CPU_C.C的移植
4.1.3 OS_CPU_A.ASM的移植
4.2 移植测试
5 转换器的实现
5.1 数据转换原理
5.1.1 物理层数字信号接收和电平判决
5.1.2 帧数据的拆包
5.2 数据转换硬件设计
5.2.1 系统整体硬件设计
5.2.2 帧处理模块设计
5.2.3 输出信号编码电路设计
5.2.4 TTL电平转换为PECL电平
5.3 数据转换软件设计
5.3.1 转换软件程序流程图
5.3.2 初始化过程
5.3.3 数据转换处理过程
6 实验测试
6.1 测试码速率
6.2 环境模拟测试
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌入式TCP/IP协议的高速电网络数据采集系统[J]. 鲁力,张波. 仪器仪表学报. 2009(02)
[2]基于嵌入式以太网的变电站自动化系统无缝通信体系结构[J]. 孙鸣,谢芝东. 电网技术. 2007(09)
[3]基于ARM的以太网与CAN总线互联网关的设计[J]. 刘晓莉,高军,赵延明. 工业控制计算机. 2007(04)
[4]基于ARM的嵌入式Linux操作系统移植的研究[J]. 刘名博,邓中亮. 计算机系统应用. 2006(11)
[5]24位A/D转换器ADS1255及其应用[J]. 何建,胡焱,周超. 西南民族大学学报(自然科学版). 2006(05)
[6]基于ARM的嵌入式系统的可靠性强化试验定量分析评估[J]. 姚金勇,姜同敏. 航空学报. 2006(05)
[7]工业以太网和CAN总线系统的通信软件设计[J]. 姚晓峰,陈晓侠,张春光. 控制工程. 2006(03)
[8]十六位模数转换器AD7705及其应用[J]. 敖振浪,李源鸿,谭鉴荣. 成都信息工程学院学报. 2003(03)
[9]试论工业以太网实时通信技术[J]. 王威,缪学勤. 自动化仪表. 2003(02)
本文编号：3728297
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/ydhl/3728297.html
