光纤总线在多级导弹控制系统中应用的研究

发布时间：2023-06-10 12:30

　　总线网络通讯系统是导弹电气系统的重要组成部分，越来越多的导弹武器系统都是通过总线网络完成飞行过程中控制指令、测试数据的传输。在导弹武器系统上应用较多的1553B总线以及CAN总线速率越来越不能满足多级导弹控制系统需求，具有高速率、高可靠性、高抗干扰性等优点的光纤总线应用到多级导弹武器系统中已成为未来发展趋势。 现有的光纤总线标准存在数量少、不成体系、实用性差等问题，不能满足多级导弹控制系统的应用。本文提出一种高速实时光纤总线实现方案，从总体架构、网络拓扑结构、底层网络以及光收发一体模块等方面对方案进行了细化设计。 然后，对高速实时光纤总线IP核的设计进行了重点的阐述。光纤总线IP核是实现总线协议的最重要部分，采用FPGA进行协议时序控制。IP核设计涉及到数据缓冲、协议存储管理、存储器接口、CPU接口以及配置管理等需求，运行模式主要有BC模式、RT模式、BM模式。各个模块以及功能主要通过状态机实现。 最后，选用星型＋树型总线结构作为最后拓扑方案，对设计的高速实时光纤总线系统进行了物理搭建，并对光收发器以及光耦合器以及IP核的部分功能进行了测试，验证了高速实时光纤总线应用于多级导弹控制系统...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究的背景和意义
    1.3 国内外研究现状及发展方向
    1.4 主要研究内容
第2章 高速实时光纤总线总体架构设计
    2.1 问题分析及指标分析
    2.2 技术需求分析
    2.3 总体架构设计
    2.4 网络拓扑结构设计
        2.4.1 纯星型结构
        2.4.2 星型耦合器级联结构
        2.4.3 星型+树形总线结构
        2.4.4 拓扑方案选择
    2.5 本章小结
第3章 高速实时光纤总线硬件系统设计
    3.1 光纤总线底层网络设计
        3.1.1 网络拓扑选择
        3.1.2 光纤器件选择
    3.2 光收发一体模块
        3.2.1 光收发一体模块概述
        3.2.2 光收发一体模块结构
        3.2.3 突发发送的实现
        3.2.4 突发接收的实现
    3.3 高速实时光纤总线网络应用演示系统设计
    3.4 本章小结
第4章 高速实时光纤总线 IP 核设计
    4.1 光纤总线 IP 核功能需求
        4.1.1 数据缓冲
        4.1.2 协议存储管理
        4.1.3 存储器接口
        4.1.4 CPU 接口
        4.1.5 配置管理
    4.2 功能要求与运行模式
        4.2.1 功能要求
        4.2.2 运行模式
    4.3 IP 核各模块详细设计
        4.3.1 用户需求分析
        4.3.2 BC 模块的控制流程设计
        4.3.3 IP 核的实现
    4.4 片上总线接口模块
        4.4.1 AHB 总线逻辑的设计依据
        4.4.2 AHB 总线接口模块的逻辑设计
        4.4.3 AHB 总线接口模块的实现
    4.5 访问仲裁模块
        4.5.1 模块设计
        4.5.2 模块实现
    4.6 光纤物理接口访问模块
        4.6.1 模块设计
        4.6.2 模块实现
    4.7 本章小结
第5章 高速实时光纤总线测试与性能分析
    5.1 光纤总线网络功率预算
        5.1.1 弹上光纤总线网络功率预算
        5.1.2 弹地光纤总线网络功率预算
        5.1.3 地面光纤总线网络功率预算
    5.2 光收发器测试与性能分析
        5.2.1 发射光功率测试
        5.2.2 接收灵敏度测试
        5.2.3 接收过载光功率测试
        5.2.4 误码率测试
        5.2.5 突发时间测试
        5.2.6 发射光谱测试
        5.2.7 光收发器性能分析
    5.3 光耦合器测试及性能分析
    5.4 IP 核部分功能测试及性能分析
        5.4.1 串行数据编/解码测试
        5.4.2 存储器接口测试
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3832888