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FC-AE节点卡控制软件设计

发布时间:2020-10-25 22:51
   FC-AE协议簇是光纤网络在航空电子环境下一种重要应用,协议簇下包括了FC-AE-ASM和FC-AE-1553等多种上层协议。其中FC-AE-1553是一种命令响应式传输总线,是MIL-STD-1553B协议在FC-AE协议簇上的实现,它结合了MIL-STD-1553B与FC-AE-1553的优点,具有良好的实时性与高速传输速率,现已被美国军方用作机载航电网络的通信协议,在我国也逐渐被采用于航电以及军舰通信网络等。而FC-AE-ASM不同于FC-AE-1553的组网方式,FC-AE-ASM是点对点匿名传输,传输模式更为简单,速率更高,在雷达视频、时间触发网络中都有大量的应用前景,两者是FC-AE协议簇当下研究的热点。FC-AE网络中FC-AE节点卡是最为关键的部件之一,而FC-AE下又存在多种协议,为了在实现支持多种FC-AE协议的节点卡,本课题主要设计在一个终端显示界面对多个FC-AE节点的操控软件,软件以上下位机的方式,通过以太网帧控制远端的FC-AE节点,完成FC-AE-ASM和FC-AE-1553的仿真。相比起传统的一个节点配备一个操作终端,这种方式更加节约硬件资源、人力资源和空间资源,更为方便的在人数更少的情况下进行不同协议的多节点仿真,具有一定的创新性和实现价值。本文首先介绍了提出此课题的背景及实现意义,针对国内外对这几种协议的研究状况和落地应用进度等,提出这种模式下的FC-AE节点仿真还未有先例,以此论证本课题的可行性和实现价值。随后本文对这几种协议进行了简单的介绍并提出了实现本课题软件的一个初步设计,设计提出课题的软件基础架构,划分、设计了基本功能模块。然后在概要设计的基础上,进行详细设计,详细的阐述了课题中驱动部分在不同平台下的实现方法和上层软件各个模块的实现流程。我们将重点放在协议仿真的数据收发功能上,详细的给出了在FC-AE-ASM和FC-AE-1553两种不同模式下数据是如何进行收发,在FC-AE-1553下NC和NT的工作流程等。最后针对已实现的功能模块,进行两种协议下的功能测试和性能测试,验证了这两种仿真在上下位机的结构下进行小规模的多节点数据交互的可行性。再针对现阶段研究和实践发现的弊端,提出课题研究的不足之处和下一步的研究方向。
【学位单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2018
【中图分类】:V243;TP273
【文章目录】:
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 国内外的研究现状
    1.3 研究目的以及意义
    1.4 论文的结构内容以及安排
第二章 MIL-STD-1553B和FC-AE相关协议分析
    2.1 MIL-STD-1553B协议
        2.1.1 总线系统介绍
        2.1.2 MIL-STD-1553B消息字定义
            2.1.2.1 命令字
            2.1.2.2 数据字
            2.1.2.3 状态字
        2.1.3 MIL-STD-1553B总线消息传输方式
    2.2 FC协议
        2.2.1 FC协议层次
        2.2.2 FC协议帧结构
    2.3 FC-AE-ASM协议
        2.3.1 FC-AE-ASM帧头结构
    2.4 FC-AE-1553协议
        2.4.1 FC-AE-1553节点结构
        2.4.2 FC-AE-1553帧类型
            2.4.2.1 FC-AE-1553命令帧
            2.4.2.2 FC-AE-1553状态帧
            2.4.2.3 FC-AE-1553数据帧
        2.4.3 FC-AE-1553交换模式
    2.5 本章小结
第三章 FC-AE节点卡控制软件概要设计
    3.1 软件总体组成
    3.2 节点卡驱动概要设计
        3.2.1 Windows平台下的驱动开发
        3.2.2 Linux平台下的驱动开发
        3.2.3 节点卡驱动模块设计
    3.3 FC-AE节点卡控制软件模块设计
        3.3.1 拓扑模块
        3.3.2 通信模块
        3.3.3 节点卡仿真模块
            3.3.3.1 FC-AE-1553仿真模块
            3.3.3.2 FC-AE-ASM仿真模块
            3.3.3.3 FC其他层次仿真模块
    3.4 交换机模块设计
    3.5 本章小结
第四章 FC-AE节点卡控制软件详细设计
    4.1 FC-AE节点卡驱动程序实现
        4.1.1 硬件识别模块
        4.1.2 初始化模块
        4.1.3 数据接收模块
        4.1.4 数据发送模块
        4.1.5 控制模块
    4.2 FC-AE节点卡控制软件界面详细设计
        4.2.1 拓扑模块
        4.2.2 通信模块
        4.2.3 FC-AE-ASM仿真模块
        4.2.4 FC-AE-1553仿真模块
            4.2.4.1 网络控制器(NetworkController)模块
            4.2.4.2 网络终端(NetworkTerminal)模块
    4.3 其他模块
    4.4 本章小结
第五章 FC-AE节点卡控制软件测试
    5.1 FC-AE节点卡控制软件的FC-AE-ASM协议测试
        5.1.1 ELS帧数据正确性与完整性测试
        5.1.2 ASM帧数据正确性、完整性与消息间隔测试
        5.1.3 帧速率测试
    5.2 FC-AE节点卡控制软件的FC-AE-1553协议测试
        5.2.1 FC-AE-1553协议NC-NT测试
        5.2.2 FC-AE-1553协议NT-NC测试
        5.2.3 FC-AE-1553协议NT-NT测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果

【参考文献】

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本文编号:2856076

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