基于PCI9054通用测试台中长线传输模块的设计与实现

发布时间：2017-07-14 18:15

  本文关键词：基于PCI9054通用测试台中长线传输模块的设计与实现

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【摘要】：地面高速数据传输系统的主要功能是远距离控制采编存储设备进入指定工作状态，同时，能够远距离可靠性地实时传输采编设备的数据及回读传输存储设备的数据。本文根据某航天测试任务的要求，对传输的可靠性进行调研和分析，最终设计一种以PXI仪器平台为主控设备，结合LVDS总线和光纤传输的优势实现地面主控设备和转接器之间的长线传输。同时，针对穿舱百米高速数据传输电缆网进行了测试验证，最终可靠地实现整个物理链路的数据传输。 文中介绍了整个传输系统工作的总体结构图，并详细阐述了系统各个功能模块的硬件设计。设计将物理层数据传输系统分为LVDS+光纤传输和LVDS+双绞线传输两部分，针对不同电平之间的互联问题进行了讨论和设计，根据实际数据传输需求选择合适的耦合方式，并对百米多段传输电缆网的衰减和畸变进行了测试验证和理论计算对比，保证数据在最大传输率下能够稳定可靠地传输。同时，为缩短设计周期，简化设计人员前期工作量，采用PCI9054作为“桥接”芯片，设计出单次访问结合突发访问的数据传输模式，可靠快速地实现主控芯片FPGA和PCI接口的数据传输。为保证传输链路的可靠性，本文在物理链路层的设计上进行了分析和关键点设计，，同时在数据链路层设计方面，阐述了FPGA内部逻辑控制设计思路。 本文最后对PCI数据传输卡的PCI通信模块进行调试和仿真，并对系统开机出现的问题列出可能的导致原因。结合弹上采编存储设备构成闭环测试系统，主要针对长距离指令和数据的传输进行性能测试和验证，通过分解数据软件和绘图软件对传输到上位机的数据进行分析处理，证实系统物理层硬件电路和数据传输的可靠性。
【关键词】：光纤传输 LVDS FPGA PCI9054 远距离
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V556;TN919
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 长距离传输现状10-11
• 1.3 主要研究工作11
• 1.4 论文内容安排11-13
• 2 长距离数据传输系统方案设计13-22
• 2.1 光纤传输方案14-18
• 2.1.1 光收发一体模块的选择14-15
• 2.1.2 LVDS 数据转换器的选择15-18
• 2.2. PCI 通信模块方案18-22
• 2.2.1 PCI 接口电路方案选择18-19
• 2.2.2 PCI9054 简介19-22
• 3 数据传输系统硬件设计22-34
• 3.1 硬件设计原理22-34
• 3.1.1 光纤传输接口设计23-26
• 3.1.2 数字量接口设计26-29
• 3.1.3 PCI 接口设计29-34
• 4 FPGA 内部逻辑设计及关键技术研究34-46
• 4.1 FPGA 内部逻辑控制总体设计34-38
• 4.1.1 通信协议34-35
• 4.1.2 FPGA 状态机实现35-38
• 4.2 数据切换控制模块38-39
• 4.3 总线仲裁优化设计39-41
• 4.4 通信链路可靠性设计41-46
• 4.4.1 物理层链路通信可靠性42-43
• 4.4.2 数据层链路通信可靠性43-46
• 5 百米电缆网可靠性传输测试46-54
• 5.1 百米传输硬件设计46-47
• 5.2 双绞线传输衰减分析47-50
• 5.3 信号的再生50-52
• 5.4 系统传输误码率测试52-54
• 6 PCI 板卡功能调试54-57
• 6.1 PCI 接口硬件调试54-55
• 6.2 PCI 接口通信调试仿真55-57
• 7 结束语57-59
• 参考文献59-62
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果62-64
• 致谢64-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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3 谢修祥,王广生;异步多时钟系统的同步设计技术[J];电子工程师;2005年05期

4 宋克柱;CompactPCI总线热插拔单板的电气设计[J];电子技术应用;2002年11期

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本文编号：542133