基于现场可编程门阵列的高可靠SpaceWire路由机制研究
发布时间：2021-04-07 03:46
SpaceWire总线是由欧洲太空局基于两个商用标准IEEE 1355-1995和IEEE 1596.3推出的专门用于空间高速数据传输的一种总线标准。SpaceWire路由器是SpaceWire网络的重要组成部分,可以使主机与外设之间进行高速以及大量的数据交换。然而,采用现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array,FPGA）实现的路由器用于空间环境时,极易受太空中高能粒子辐射而发生单粒子翻转,因此本文研究了基于FPGA的高可靠SpaceWire路由机制,并对其进行了仿真以及板级验证。本文主要内容如下:（1）分析了常用航空航天总线的优缺点,特别是SpaceWire路由器国内外研究进展以及SpaceWire路由器的实现与容错技术现状和存在问题,给出了本文的解决方案。同时,研究了SpaceWire总线的六个子协议,为高可靠SpaceWire路由器设计提供理论依据。（2）在分析典型SpaceWire路由器结构的基础上,给出了高可靠SpaceWire路由器所采用可编程片上系统（System-on-a-Programmable-Chip,SOPC）结构的总体方案,...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SpW_10X路由器结构图
图 1. 1 SpW_10X 路由器结构图td[32]公司研制出一款 Flexible SpaceWire Router FSR-RG408 路由路由交换中的数据流量；每个单元有 8 个端口，这 8 端口可以作个独立实现一个路由器的功能。undee[33]研制出的产品 SpaceWire Router Mk2 如图 1.2 所示。从图uter Mk2 结构跟 SpW-10X 路由器有相似的结构，只是将一个输 USB 接口，该接口的作用是将 SpaceWire Router Mk2 连接到电发送器模块。
图 2. 4 DS 编码实现过程图议字符层符和控制字符这两种类型的字符。数据字符个数据/控制标志位以及 8 个有效数据位组成传输，奇偶校验位采用奇数校验；当数据/控为“1”时表示传输的字符是控制字符。p 0 X XX XX X X 0 1 2 3 4 5 6 最低位（LSB）（数据/控制标志位奇偶校验位图 2. 5 数据字符格式低两位可以组合出四种不同含义的控制字符1：EOP（数据包结束字符）、P110：EEP（数符）。而四种控制字符也可以组合成新的字
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种抗辐照试验测试系统中RS485总线IO卡设计[J]. 李超,庄伟,颜敏. 太赫兹科学与电子信息学报. 2017(02)
[2]SpaceWire冗余热备份网络设计及分析[J]. 伊小素,陶聪凌,曾华菘,刘文莉. 导航与控制. 2017(02)
[3]SpaceWire总线EMC设计分析[J]. 张昊,张春熹. 电子测量技术. 2014(09)
[4]基于C语言的CAN总线与以太网连接技术研究[J]. 付成丽. 甘肃联合大学学报(自然科学版). 2013(03)
[5]SpaceWire总线网络实时传输性能研究[J]. 陈熙之,刘晓锋,杨明川. 通信技术. 2012(09)
[6]1553B数据总线与STANAG3910数据总线的比较[J]. 张学臻,崔海. 数字技术与应用. 2012(07)
[7]CAN总线与以太网互连的嵌入式网关设计[J]. 唐志辉,曾哲. 数字技术与应用. 2012(07)
[8]基于DSP和CAN总线的航空发动机智能位置控制器[J]. 杨全廷,庞景,王雷涛,张金朋,翟旭升,蔡开龙. 传感器与微系统. 2012(02)
[9]面向星载数据管理系统的SpaceWire总线仿真系统开发[J]. 底素然,张伟功,巴峰,周华章,陈川,王嘉佳. 微电子学与计算机. 2012(01)
[10]航空电子系统FDDI互连的可靠性研究[J]. 龚茜茜,龚华军,王新华. 电光与控制. 2012(01)
博士论文
[1]SpaceWire总线RMAP协议的实现与网络性能研究[D]. 闫梦婷.中国科学院国家空间科学中心 2016
硕士论文
[1]基于位流重定位的数字系统在线演化技术研究[D]. 何坤.南京航空航天大学 2016
[2]基于Virtex5的DRP SoC自重构系统设计与性能评估[D]. 刘春红.西安电子科技大学 2013
[3]基于FPGA的SpaceWire路由器的设计与验证[D]. 钟雪燕.南京航空航天大学 2013
[4]SpaceWire路由器研究与优化[D]. 巴峰.首都师范大学 2012
[5]基于FPGA的SpaceWire路由器设计与分析[D]. 曹昆.西安电子科技大学 2011
[6]SpaceWire路由器IP核的设计与实现[D]. 陈健飞.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2010
[7]基于PowerPC的空间路由器硬件平台设计与实现[D]. 苏鹏.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2010
[8]MIL-STD-1553多功能总线测试卡的实现[D]. 廖文彬.电子科技大学 2009
[9]SpaceWire总线节点接口的设计[D]. 王娜.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3122733
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SpW_10X路由器结构图
图 1. 1 SpW_10X 路由器结构图td[32]公司研制出一款 Flexible SpaceWire Router FSR-RG408 路由路由交换中的数据流量；每个单元有 8 个端口，这 8 端口可以作个独立实现一个路由器的功能。undee[33]研制出的产品 SpaceWire Router Mk2 如图 1.2 所示。从图uter Mk2 结构跟 SpW-10X 路由器有相似的结构，只是将一个输 USB 接口，该接口的作用是将 SpaceWire Router Mk2 连接到电发送器模块。
图 2. 4 DS 编码实现过程图议字符层符和控制字符这两种类型的字符。数据字符个数据/控制标志位以及 8 个有效数据位组成传输，奇偶校验位采用奇数校验；当数据/控为“1”时表示传输的字符是控制字符。p 0 X XX XX X X 0 1 2 3 4 5 6 最低位（LSB）（数据/控制标志位奇偶校验位图 2. 5 数据字符格式低两位可以组合出四种不同含义的控制字符1：EOP（数据包结束字符）、P110：EEP（数符）。而四种控制字符也可以组合成新的字
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种抗辐照试验测试系统中RS485总线IO卡设计[J]. 李超,庄伟,颜敏. 太赫兹科学与电子信息学报. 2017(02)
[2]SpaceWire冗余热备份网络设计及分析[J]. 伊小素,陶聪凌,曾华菘,刘文莉. 导航与控制. 2017(02)
[3]SpaceWire总线EMC设计分析[J]. 张昊,张春熹. 电子测量技术. 2014(09)
[4]基于C语言的CAN总线与以太网连接技术研究[J]. 付成丽. 甘肃联合大学学报(自然科学版). 2013(03)
[5]SpaceWire总线网络实时传输性能研究[J]. 陈熙之,刘晓锋,杨明川. 通信技术. 2012(09)
[6]1553B数据总线与STANAG3910数据总线的比较[J]. 张学臻,崔海. 数字技术与应用. 2012(07)
[7]CAN总线与以太网互连的嵌入式网关设计[J]. 唐志辉,曾哲. 数字技术与应用. 2012(07)
[8]基于DSP和CAN总线的航空发动机智能位置控制器[J]. 杨全廷,庞景,王雷涛,张金朋,翟旭升,蔡开龙. 传感器与微系统. 2012(02)
[9]面向星载数据管理系统的SpaceWire总线仿真系统开发[J]. 底素然,张伟功,巴峰,周华章,陈川,王嘉佳. 微电子学与计算机. 2012(01)
[10]航空电子系统FDDI互连的可靠性研究[J]. 龚茜茜,龚华军,王新华. 电光与控制. 2012(01)
博士论文
[1]SpaceWire总线RMAP协议的实现与网络性能研究[D]. 闫梦婷.中国科学院国家空间科学中心 2016
硕士论文
[1]基于位流重定位的数字系统在线演化技术研究[D]. 何坤.南京航空航天大学 2016
[2]基于Virtex5的DRP SoC自重构系统设计与性能评估[D]. 刘春红.西安电子科技大学 2013
[3]基于FPGA的SpaceWire路由器的设计与验证[D]. 钟雪燕.南京航空航天大学 2013
[4]SpaceWire路由器研究与优化[D]. 巴峰.首都师范大学 2012
[5]基于FPGA的SpaceWire路由器设计与分析[D]. 曹昆.西安电子科技大学 2011
[6]SpaceWire路由器IP核的设计与实现[D]. 陈健飞.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2010
[7]基于PowerPC的空间路由器硬件平台设计与实现[D]. 苏鹏.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2010
[8]MIL-STD-1553多功能总线测试卡的实现[D]. 廖文彬.电子科技大学 2009
[9]SpaceWire总线节点接口的设计[D]. 王娜.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3122733
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