基于IEEE1394b数据光传输模块研制

发布时间：2017-05-09 07:08

  本文关键词：基于IEEE1394b数据光传输模块研制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,高速数据传输在航天军事领域需求越来越广泛,特别是基于武器系统或卫星平台的目标特征捕捉系统和数据采集系统。IEEE1394b是一种实时性强、可靠性高、应用广泛的高速串行总线,光传输技术具有良好的抗电磁干扰能力和传输距离长的优势,基于两者优势实现基于IEEE1394b数据光传输技术,适应当前数据传输嵌入式、高速、长距离和高实时性需求,具有广阔的应用前景。因此,本课题主要展开基于IEEE1394b数据光传输模块研制的工作。本文首先对课题的技术指标展开详细的需求分析,并完成总体硬件和软件程序的方案设计。然后,模块以FPGA为核心控制器,进行IEEE1394b数据光纤传输硬件关键技术研究,包括采用片上系统构建PCI总线控制器以实现IEEE1394b链路层接口控制,基于PSpice电路仿真实现IEEE1394b物理层电转光匹配电路等。针对在不同嵌入式系统中可方便移植的IEEE1394b数据驱动程序开发需求,在FPGA软核Nios II中实现基于描述符链表的DMA技术IEEE1394b数据驱动开发。同时,为了方便的实现所设计的模块功能测试与数据分析,完成基于Lab Windows/CVI的上位机应用程序开发。课题在实现IEEE1394b数据光传输基础上,为解决IEEE1394b总线不能进入光纤路由器组网的拓扑结构局限性,实现IEEE1394b协议到FC协议映射的IP核开发,同时也实现IEEE1394b总线与光纤通道总线的互连。最后根据课题模块的功能提出了合理的测试方案,对课题模块硬件和软件功能进行测试验证。测试和验证结果表明,本课题研制的基于IEEE1394b数据光传输模块各部分硬件和软件程序之间可以正常的工作,各项功能满足设计任务的需求。
【关键词】：IEEE1394b 光纤 映射 光纤通道
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP336
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景及研究目的和意义9-10
• 1.2 IEEE1394 概述及相关技术研究现状10-15
• 1.2.1 IEEE1394 概述10-11
• 1.2.2 IEEE1394 总线技术国外研究现状11-13
• 1.2.3 IEEE1394 总线技术国内研究现状13-15
• 1.3 光纤通道概述15
• 1.4 本文的研究内容与结构15-17
• 第2章 模块总体方案设计17-23
• 2.1 设计需求分析17-19
• 2.1.1 主要功能和技术指标17-18
• 2.1.2 需求分析18-19
• 2.2 总体方案设计19-22
• 2.2.1 硬件方案20
• 2.2.2 软件方案20-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第3章 硬件关键技术研究23-51
• 3.1 硬件功能概述23-24
• 3.2 基于Pspice的光电匹配电路仿真24-28
• 3.2.1 光模块接口设计24-25
• 3.2.2 匹配电路设计25-26
• 3.2.3 PSpice电路仿真26-28
• 3.3 基于片上系统的PCI总线控制器设计28-35
• 3.3.1 PCI总线控制器设计28-32
• 3.3.2 PCI总线控制器与设备间数据传输方法32-34
• 3.3.3 片上系统的PCI总线的母板环境设计34-35
• 3.4 IEEE1394b映射光纤通道IP核设计35-42
• 3.4.1 协议映射原理35-37
• 3.4.2 映射逻辑实现37-38
• 3.4.3 组帧发送逻辑38-40
• 3.4.4 接收拆分逻辑40-42
• 3.5 其它硬件设计技术42-50
• 3.5.1 IEEE1394b链路层和物理层电路42-45
• 3.5.2 存储单元逻辑开发45-47
• 3.5.3 高速串行数据接口设计47-49
• 3.5.4 PCB设计注意事项49-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第4章 软件设计51-67
• 4.1 软件功能概述51
• 4.2 基于软核Nios II的IEEE1394b驱动程序设计51-60
• 4.2.1 IEEE1394b驱动程序流程52-54
• 4.2.2 IEEE1394b链路层初始化程序54-56
• 4.2.3 描述符链表填充程序56-58
• 4.2.4 DMA寄存器控制程序58-60
• 4.3 应用程序设计60-66
• 4.3.1 应用程序流程60-63
• 4.3.2 命令参数模块63-64
• 4.3.3 原始数据模块64
• 4.3.4 数据存储模块64-65
• 4.3.5 数据分析模块65-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第5章 功能测试与分析67-80
• 5.1 测试环境67-68
• 5.2 测试方案68-70
• 5.2.1 嵌入式IEEE1394b光纤通讯测试方案68-69
• 5.2.2 IEEE1394b映射光纤通道协议IP核测试69-70
• 5.3 嵌入式IEEE1394b光纤通讯测试结果分析70-76
• 5.3.1 基本功能测试步骤及结果分析70-73
• 5.3.2 速率测试步骤及结果分析73-75
• 5.3.3 误码率测试步骤及结果分析75
• 5.3.4 传输长度测试步骤及结果分析75-76
• 5.4 IEEE1394b映射光纤通道协议测试结果分析76-79
• 5.4.1 基本功能测试76-78
• 5.4.2 映射延时测试78-79
• 5.5 功能测试总结79
• 5.6 本章小结79-80
• 结论80-81
• 参考文献81-86
• 附录86-87
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果87-89
• 致谢89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 陈孟杰;于海勋;;光纤通道8B/10B编解码模块设计[J];电子测量技术;2007年05期

2 潘江江;张f^;杨明;;IEEE1394光总线在车辆通讯系统中的应用[J];电子测量技术;2011年03期

3 刘鑫;陆文娟;;光纤通道在航空电子环境的应用及关键技术研究[J];光通信技术;2006年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 徐松良;IEEE 1394物理层IP核的设计[D];天津大学;2007年

2 张伟;基于IEEE 1394总线数控系统实时通信的DMA方式实现[D];上海交通大学;2009年

  本文关键词：基于IEEE1394b数据光传输模块研制，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：352031