基于Actel FPGA的1394总线控制节点逻辑设计与验证

发布时间：2017-08-31 09:03

  本文关键词：基于Actel FPGA的1394总线控制节点逻辑设计与验证

  更多相关文章： AS5643协议 总线控制节点 FPGA UVM

【摘要】：近年来综合航空电子领域迅速发展,传统的IEEE1394B总线在性能和体系结构已不能满足航电系统对数据传输的时效性、确定性和稳定性的要求。经过SAE组织对IEEE1394B总线的重新裁剪和限定,形成了目前更适合航电系统的SAE AS5643协议,本设计是基于AS5643协议对航电系统总线控制节点的探索研究。在研究分析AS5643协议的基础上,完成了一种基于FPGA实现的AS5643协议处理单元的设计,实现安全性和确定性更高、延迟更小的数据通信网络标准,提高了通信系统的容错能力和完整性。本设计完成了总线控制节点作为根节点的具体功能实现,正确完成与远程节点的信息交互,接收远程节点状态信息实现监控目的,从而保证整个系统正确运行。利用Veriolg硬件描述语言完成逻辑设计,使用模块划分方法完成设计的所有功能过程实现,完成1394总线控制节点正确通信机制的目标,包括初始化流程设计、工作状态设计、STOF消息的同步机制、节点与链路层之间的通信流程和特定消息的处理机制,提高了设计可读行和通用性,提高了排故效率使故障点更有针对性。在硬件设计过程中,采用FLASH存储收发消息的相关配置信息,缩短了通信延迟时间。利用UVM验证方法学建立了验证平台,根据芯片手册的时序要求完成了包括PCI组件、LLC组件、计分板组件和参考模型的开发,并在Lunix操作系统下运行实现。UVM验证平台的高度自动化能力在很大程度上缩短了芯片的开发周期,降低了开发成本,实现了大规模随机化验证,成功完成了本设计的功能仿真验证工作。本设计的科研工作验证了IEEE1394总线AS5643协议在航空电子领域的优越性,也对未来各种航空航天设备使用该协议作了有益的探索。
【关键词】：AS5643协议 总线控制节点 FPGA UVM
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V243
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 缩略语对照表11-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 课题研究的背景与意义15
• 1.2 国内外研究现状15-16
• 1.2.1 国外研究现状15-16
• 1.2.2 国内研究现状16
• 1.3 本文研究的主要内容16-19
• 第二章 IEEE1394节点与SAE AS5643协议分析19-25
• 2.1 节点和模块的结构19-20
• 2.2 SAE AS5643协议20-23
• 2.2.1 通信的确定性20-21
• 2.2.2 通信的可靠性21
• 2.2.3 数据总线结构及操作21
• 2.2.4 基本网络结构21-22
• 2.2.5 带有闭环的网络结构22-23
• 2.3 本章小结23-25
• 第三章 1394总线系统结构设计25-31
• 3.1 总线控制节点25
• 3.2 主要功能描述25
• 3.3 逻辑结构设计25-27
• 3.4 体系结构27-29
• 3.5 本章小结29-31
• 第四章 1394总线控制节点逻辑设计31-61
• 4.1 接.信号描述和地址空间分配31-41
• 4.1.1 PCI主机从接34-36
• 4.1.2 链路层芯片接36-38
• 4.1.3 外部FLASH接38-39
• 4.1.4 外部DPRAM接.时序39-40
• 4.1.5 地址空间分配及可访问资源定义40-41
• 4.2 节点详细功能描述41-49
• 4.2.1 初始化流程41-42
• 4.2.2 工作状态42-43
• 4.2.3STOF包发送43-44
• 4.2.4 异步流包发送44-47
• 4.2.5 异步流接收47-49
• 4.3 节点内部模块设计49-59
• 4.3.1 时钟复位模块49-50
• 4.3.2 主机接.模块50
• 4.3.3 配置表自加载模块50-52
• 4.3.4AS5643协议处理模块52-59
• 4.4 本章小结59-61
• 第五章 仿真验证61-89
• 5.1 SYSTEM VERILOG61-63
• 5.2 UVM环境63-67
• 5.2.1 UVM验证平台架构63-64
• 5.2.2 UVM基础64-67
• 5.3 基于UVM的仿真验证67-87
• 5.3.1 CC DUV(Design Under Verification)67-68
• 5.3.2 CC验证计划及UVM验证环境设计68-69
• 5.3.3 PCI UVC设计69-73
• 5.3.4 LLC UVC设计73-74
• 5.3.5 CC节点UVC与记分板74-75
• 5.3.6 CC验证环境整合75-77
• 5.3.7 脚本文件77-78
• 5.3.8 测试用例与仿真结果分析78-85
• 5.3.9 覆盖率报告分析85-87
• 5.4 本章小结87-89
• 第六章 结论与展望89-91
• 6.1 研究结论89-90
• 6.2 研究展望90-91
• 参考文献91-93
• 致谢93-95
• 作者简介95-96

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本文编号：764658