面向龙芯2F的双冗余以太网系统软件的设计与实现

发布时间：2017-05-20 15:03

  本文关键词：面向龙芯2F的双冗余以太网系统软件的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着嵌入式设备中网络功能的发展,网络嵌入式设备在网络通信系统中的应用越来越重要,系统要求网络的可靠性越来越高。在对网络通信可靠性要求的系统中,对网卡进行冗余备份成了一种重要的技术手段。 本文基于龙芯2F嵌入式系统在VxWorks6.7上实现双冗余以太网的功能,用低廉的成本满足了双冗余以太网的技术要求,实现了网络的高可靠性的系统性能,提升了双冗余以太网的效率和可靠性。主要工作包括： 1)主要是根据龙芯2F CPCI板卡的硬件设计,将VxWorks6.7的BSP移植到板卡上,使软件系统能够正常运行。包含CPU的配置,系统初始化,中断控制器的配置,硬件驱动的开发,调试工具的建立。 2)开发了双冗余以太网驱动。首先分析了VxWorks6.7下Interpeak网络协议栈的特点,然后基于Intelgei825xx100/1000M自适应以太网驱动程序完成了在MUX接口下的设计和实现,完成了双冗余以太网驱动的开发。该驱动主要实现了两种不同的模式,第一种模式主要是热切换模式,当两块网卡使用同一个IP地址时,其中一个设备由于某种原因不能正常工作,另一个设备马上就可以替代这个设备完成相同的功能；另一种模式使用异或算法,可以让两个网卡同时和不同的目标机进行数据通信,并且可以保证数据不会乱序,当一个网卡断掉,另一个网卡也可以替代继续工作。 3)对双冗余以太网驱动程序进行了功能和性能的测试。热切换模式下经过测试网络误码率≤10-3,网络切换时间≤1Oms；异或算法模式下经过测试双网同时工作网络传输速率达到单网卡的1.5倍,能够到23MB/s,此模式下不仅能够达到失效保护还可以实现负载均衡。
【关键词】：龙芯2F VxWorks6.7 双冗余以太网 热切换 异或算法
【学位授予单位】：中国科学院大学（工程管理与信息技术学院）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP311.52;TP393.11
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 冗余的国内外研究和应用现状11-13
• 1.2.1 非实时操作系统中的冗余网卡技术的典型应用12-13
• 1.2.2 实时操作系统中的冗余网卡技术13
• 1.3 本文主要研究内容及创新点13-16
• 第二章 硬件平台分析和软件系统设计16-26
• 2.1 系统主板结构分析16-17
• 2.2 各模块硬件结构分析17-20
• 2.2.1 龙芯2号处理器17
• 2.2.2 核心模块功能分析17-18
• 2.2.3 南桥模块功能分析18-19
• 2.2.4 双冗余以太网卡模块功能分析19-20
• 2.3 操作系统的选择与分析20-24
• 2.3.1 操作系统的选择20-22
• 2.3.2 VxWorks系统分析22-24
• 2.4 小结24-26
• 第三章 BSP的移植26-36
• 3.1 BSP的分析26-28
• 3.2 BSP的开发步骤28-29
• 3.3 地址空间配置29-30
• 3.3.1 I/O地址空间配置29
• 3.3.2 内存地址空间配置29-30
• 3.4 中断控制器的配置30-33
• 3.5 串口驱动移植33-34
• 3.6 网卡驱动移植34-35
• 3.7 小结35-36
• 第四章 双冗余以太网驱动的设计与实现36-52
• 4.1 双冗余以太网驱动的设计思路36-40
• 4.1.1 VxWorks6.7的网络结构36-39
• 4.1.2 双冗余以太网驱动的层次结构39-40
• 4.2 双冗余以太网驱动的两种模式40-47
• 4.2.1 热切换模式的策略41-44
• 4.2.2 异或算法模式的策略44-47
• 4.3 基于Intel gei82546芯片的双冗余以太网驱动的实现47-51
• 4.3.1 双冗余以太网卡驱动的实现47-50
• 4.3.2 双冗余网卡驱动的故障诊断50-51
• 4.4 小结51-52
• 第五章 双冗余以太网驱动的测试52-61
• 5.1 热切换模式测试52-57
• 5.2 异或算法模式测试57-59
• 5.3 热切换算法和异或算法测试结果比较59-60
• 5.4 小结60-61
• 第六章 结论与展望61-62
• 参考文献62-64
• 致谢64-65
• 个人简历、在学期间发表的论文与研究成果65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 张晓华,李智涛,徐钊;VxWorks网络协议栈的MUX接口[J];单片机与嵌入式系统应用;2002年05期

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  本文关键词：面向龙芯2F的双冗余以太网系统软件的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：381951