基于1394协议的仿真卡设计与实现

发布时间：2017-07-18 19:28

  本文关键词：基于1394协议的仿真卡设计与实现

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【摘要】：1394总线以其高传输速率、低延迟、高可靠性等特点在航空领域逐渐得到了广泛应用。由于机载环境下直接进行试验具有很大的局限性和风险,因此需要构建地面仿真系统进行大量的前期地面实验以测试总线的功能和性能,而基于1394协议的仿真卡是地面仿真系统的关键设备。 本文通过对IEEE1394协议的关键技术进行深入研究,提出了一种采用FPGA作为控制核心,软硬件相互配合完成对1394协议处理的仿真接口设备的设计方案,用于在地面环境下对1394总线进行仿真、测试和验证。在仿真卡设计过程中采用层次化设计的思想,提出了一种稳定性好、安全性高、可靠性强的软硬件体系结构,探讨并实现了仿真卡实现高速数据传输及解析的机制；同时结合仿真测试系统的需求,实现了基于Windows操作系统的驱动程序和应用程序,并对其层次化设计方法进行了研究。 实测结果表明,该仿真卡设计合理,运行稳定,安全性高,能够满足1394总线在航空领域的需求,为通信接口设备的研发提供了一种有效的思路。
【关键词】：1394协议 软件结构 仿真卡
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：V243;TP336
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 目录5-7
• 第一章 绪论7-10
• 1.1 课题研究背景7-8
• 1.2 国内外研究现状8-9
• 1.3 论文主要工作和内容安排9-10
• 第二章 1394 总线协议概述10-22
• 2.1 1394 协议发展10-11
• 2.2 IEEE1394 协议11-17
• 2.2.1 协议层次11-12
• 2.2.2 组成和拓扑12-14
• 2.2.3 总线配置14-15
• 2.2.4 寻址方式15-16
• 2.2.5 仲裁机制16
• 2.2.6 总线通信模型16-17
• 2.3 1394 协议在航空领域的应用17-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 仿真卡实现的关键技术研究22-31
• 3.1 仿真技术和地面仿真系统22-23
• 3.1.1 仿真技术概述22
• 3.1.2 地面仿真系统的特点22-23
• 3.1.3 仿真卡设计应注意的问题23
• 3.2 仿真卡实现的关键技术23-25
• 3.2.1 数据收发处理23-24
• 3.2.2 确定性的实现24
• 3.2.3 完整性和容错机制24-25
• 3.2.4 错误注入25
• 3.3 仿真卡系统结构设计25-27
• 3.3.1 仿真卡的工作原理25-26
• 3.3.2 软硬件结构划分26-27
• 3.4 设计方案的提出27-30
• 3.4.1 硬件处理核心27-29
• 3.4.2 操作系统的选择29
• 3.4.3 主机接口的选择29-30
• 3.5 本章小结30-31
• 第四章 仿真卡硬件设计与实现31-36
• 4.1 硬件结构及选型31-34
• 4.1.1 FPGA选择31-32
• 4.1.2 主机接口设计32
• 4.1.3 存储器32-33
• 4.1.4 链路层芯片33
• 4.1.5 物理层芯片33-34
• 4.1.6 调试接口34
• 4.2 FPGA 设计方法34-35
• 4.3 本章小结35-36
• 第五章 仿真卡软件设计与实现36-58
• 5.1 原则和功能36
• 5.2 软件系统结构设计36-39
• 5.3 底层驱动软件39-46
• 5.3.1 WDM驱动程序模型39-42
• 5.3.2 DDK开发工具42-43
• 5.3.3 基于 DDK 的驱动程序开发43-46
• 5.4 功能函数接口46-49
• 5.4.1 动态链接库的特点46-47
• 5.4.2 仿真卡链接库的实现47-49
• 5.5 应用程序设计49-55
• 5.5.1 软件设计模式研究49-52
• 5.5.1.1 MVC 模式49-50
• 5.5.1.2 微软的三层结构50
• 5.5.1.3 仿真卡设计模式50-52
• 5.5.2 功能模块设计52-55
• 5.6 增强实时性的方案55-57
• 5.6.1 实时操作系统和 RTX55-56
• 5.6.2 RTX技术的特点56-57
• 5.6.3 基于 RTX 仿真卡软件设计57
• 5.7 本章小结57-58
• 第六章 仿真卡测试及验证58-61
• 6.1 测试指标58
• 6.2 验证环境搭建58-59
• 6.3 带宽利用率分析59-60
• 6.4 本章小结60-61
• 第七章 总结61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-66
• 攻读学位期间发表的论文66-67
• 详细摘要67-77

【参考文献】

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本文编号：559423