PCI Express总线Space Wire接口卡研制

发布时间：2021-06-17 03:47

　　SpaceWire是最新的航天器数据总线技术,凭借其高速、高可靠性、低功耗的特点,以及错误检测和恢复能力得到航天强国的普遍关注,并显示出广阔的应用前景。目前它已成功地为ESA的多个空间任务提供了服务,我国的“风云四号”也计划采用SpaceWire技术。由此可见,若航天器采用SpaceWire接口,则其地面测控仪器设备必须具备与之对接的能力。但是,由于SpaceWire接口速度较高,普通测控总线很难与之带宽匹配,针对此问题,本文提出一种以IP软核实现SpaceWire节点,以桥路芯片和PCI总线接口IP软核实现PCI Express总线4接口的开发方法,设计PCI Express总线SpaceWire接口卡。本文首先介绍了SpaceWire技术的背景、特点,以及SpaceWire与测控总线转换器的研究状况,然后对SpaceWire标准和PCI Express标准进行了分析。在此基础上结合PCI Express总线的特点,提出了硬件平台的总体设计方案,分析了SpaceWire接口、PCI Express总线4接口的设计方法。在固件设计过程中,本文重点讨论了SpaceWire节点IP核的发送... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 SpaceWire 技术的应用状况及前景
        1.2.2 PCI Express 总线技术的研究状况及前景
        1.2.3 SpaceWire 和测控总线接口卡研究现状
    1.3 本课题主要研究内容
    1.4 论文结构
第2章 SpaceWire 和PCI Express 总线标准分析
    2.1 SpaceWire 技术分析
        2.1.1 物理层
        2.1.2 信号层
        2.1.3 字符层
        2.1.4 交换层
        2.1.5 SpaceWire 错误检测和链路恢复
        2.1.6 链路连接断开
    2.2 PCI Express 技术分析
        2.2.1 PCI Express 拓扑结构
        2.2.2 PCI Express 事务
        2.2.3 PCI Express 设备层次架构
    2.3 本章小节
第3章 PCI Express 总线SpaceWire 接口卡硬件设计
    3.1 需求分析
    3.2 研究方案
        3.2.1 SpaceWire 接口研究方案
        3.2.2 PCI Express 接口研究方案
        3.2.3 高速PCB 设计
    3.3 硬件方案设计
        3.3.1 SpaceWire 接口设计
        3.3.2 PCI Express 接口电路设计
        3.3.3 存储功能电路的设计
        3.3.4 其它功能电路设计
    3.4 本章小结
第4章 固件详细设计
    4.1 SpaceWire 节点IP 核设计
        4.1.1 核心控制器设计
        4.1.2 发送器设计
        4.1.3 接收器设计
        4.1.4 FIFO 模块设计
        4.1.5 SpaceWire 接口IP 仿真测试
    4.2 64 位66MHz 的PCI 总线接口IP 核设计
        4.2.1 PCI 总线的信号定义
        4.2.2 66 位66MHz 的PCI 接口设计
        4.2.3 PCI 总线接口IP 核功能验证
    4.3 固件程序的优化方法
    4.4 本章小结
第5章 板卡的通信性能测试
    5.1 调试方法和问题分析
        5.1.1 调试方法
        5.1.2 主要调试问题分析
    5.2 测试与分析
        5.2.1 PCI Express 接口布线测试
        5.2.2 SpaceWire 接口性能测试
        5.2.3 PCI Express 接口传输性能测试
    5.3 接口卡硬件转换效率性能测试
    5.4 本章小节
结论
参考文献
附录 PCI Express 总线SpaceWire 接口卡实物
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3234400