基于PON结构的FC-AE-1553总线协议研究与底层实现
发布时间：2021-11-19 21:49
随着航空航天电子系统的迅速发展,设备的视频音频质量不断提高,高带宽数据需求的日趋明显,传感器控制器等低延时数据的要求变高,传统借助MIL-STD-1553B协议的航空航天电子总线系统带来的传输性能桎梏亟需代换升级。伴随逐步成熟和广泛应用的光纤传输技术,在这个领域光纤通信总线技术已经展现出了巨大的前景和功能优势,FC-AE-1553协议是MIL-STD-1553B协议的映射。本文结合MIL-STD-1553B协议、光纤通道FC（Fibre Channel,FC）协议和无源光网络（PON）的协议特性与功能特质,旨在提出一种总线协议传输方式以集合无源光网络带宽高、延迟低和抗干扰等传输特性,又能具备良好的建造成本和维修成本,可以很好地减轻飞机负载并降低航电总线的能源消耗。这种总线协议将能够极大解决传统总线协议的限制,可以说是一种轻型高效的总线协议,能够使1553B标准电子设备平滑过度至当前总线系统。本文主要内容及改进工作如下:1、综述了MIL-STD-1553B、FC-AE-1553协议和PON拓扑结构的研究现状,并进行了优势和特点分析,提出了基于PON结构的FC-AE-1553协议传输方式。...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MIL-STD-1553B帧定义
电子科技大学硕士学位论文22取值为时，Y取得最大值，即两信号相关性最强。当X(t)代表一致的同步码、R(t)代表不同相位的延迟后的信号，Y取最大时延迟后的信号与同步码为同相位。同步码通常包含电平幅度恢复码和突发同步码。判决电平幅度建立依赖于足够多的前导码连续高电平，突发同步则需更多的高低电平交替以维持电平幅度的稳定。2.5PCIexpress总线PCIe（PerpheralComponentInterconnection）起源于intel在2001年的IO总线标准，是一种局部的高速差分总线，这种总线接口已被广泛普及，良好的性能指标和兼容性可以良好地支持外围设备连接。要使用PCIe协议进行数据传输，需具备事务层、数据链路层和物理层[24]，总线设备同时具备发送接收两种功能，其层次结构如图2-12所示。图2-12PCIexpress层次结构图从设备和程序中取得的内存、设备配置等信息组成事务层包（TransactionLayerPacket，TLP）进入缓冲寄存器等待根据优先级推往数据链路层；数据链路层将事务层传来的TLP包装成数据链路层包（DataLinkLayerPacket，DLLP），并勘误TLP信息，进行流控制；不论TLP还是DLLP都需要在物理层加上起始帧结束帧
电子科技大学硕士学位论文32NCNTCMD(无数据)STA（无数据）STA（无数据）转发数据发送间隔...响应时间DAT（含数据）STA（含数据）转发DAT（含数据）STA（含数据）转发响应时间NTs图3-13NT-NTs数据包以上所述的时钟消息传输形式中红色虚线表示OLT发送控制，黑色实线表示ONU发送控制。通过NC的转发能够保证在线的传输监控设备可正确接收完整的总线消息，NC完成对总线无响应的消息判断之后需要等待指定的消息间隔时间之后才可以发送下一条总线消息3.3总线调度方式由于PON结构不存在交换机且上下行数据波长不同，导致无法直接完成端对端传输交换，基于PON结构的FC-AE-1553总线将采用小周期顺序调度方式，NC按照规定好的调度控制标志对已有网络终端消息进行有序调度。总线小周期调度流程参见下图3-14。图3-14总线小周期调度当前小周期调度的剩余时间电平拉低后触发中断，计算当前的发送消息长度，如果长度符合限制则NC继续组织总线消息。如果累计发送的消息长度过长，则停止总线消息的发送，记录动态刷新消息调度表的停止位置。下一次小周期继续从这
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的MIL-STD-1553B模块设计[J]. 苗蔚,苗莉,王瑞球. 信息与电脑(理论版). 2018(15)
[2]基于1553B总线的飞行器电气综合系统管理设计[J]. 陈春燕,杨友超,张翔,姜爽,李海伟. 计算机测量与控制. 2014(06)
[3]A 10 Gb/s burst-mode clock and data recovery circuit[J]. 顾皋蔚,朱恩,林叶,刘文松. 半导体学报. 2012(07)
[4]基于EPON技术的FTTH组网与设计[J]. 吴寰,王金雪. 建筑电气. 2011(10)
[5]数据传输系统的FPGA一体化设计与实现[J]. 周成,高俊,娄景艺. 通信技术. 2011(09)
[6]一种基于FPGA的8B/10B编解码电路的设计与实现[J]. 武小强,田小平. 西安邮电学院学报. 2010(05)
[7]基于PCI9056的PCI一驱多卡驱动开发[J]. 张娟,刘强. 软件导刊. 2010(04)
[8]航空电子FC不同拓扑和服务类的实时性测试[J]. 郭蔡健,熊华钢,徐亚军. 计算机工程与应用. 2009(31)
[9]数字下变频中基于IP核的NCO设计[J]. 魏明强,王勇,朱挺,宁磊. 电子设计应用. 2009(06)
[10]FC-AE-1553网络的建模仿真研究[J]. 丁凡,熊华钢,宋丽茹. 计算机工程与应用. 2008(31)
硕士论文
[1]FC-AE节点卡控制软件设计[D]. 李运凯.电子科技大学 2018
[2]基于实时操作系统的支持时间触发通信的FC-AE节点卡软件设计[D]. 唐洁.电子科技大学 2018
[3]基于FC-AE-1553协议的飞控仿真演示系统设计与实现[D]. 刘朋磊.电子科技大学 2017
[4]FC-AE与1553B仿真节点卡硬件设计[D]. 张先红.电子科技大学 2017
[5]FC-AE-1553节点卡软件设计与实现[D]. 余辉.电子科技大学 2015
[6]高速大容量存储系统的设计与实现[D]. 徐玉杰.西安电子科技大学 2014
[7]艇载计算机接口控制单元的设计与实现[D]. 徐小文.西安电子科技大学 2014
[8]基于PON结构的FC-AE-1553协议芯片的关键模块研究与实现[D]. 杨立.电子科技大学 2013
[9]基于PON结构的命令响应传输协议研究[D]. 赵磊.电子科技大学 2011
[10]基于光纤通道的数据备份技术研究[D]. 马林.河南科技大学 2009
本文编号：3505935
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MIL-STD-1553B帧定义
电子科技大学硕士学位论文22取值为时，Y取得最大值，即两信号相关性最强。当X(t)代表一致的同步码、R(t)代表不同相位的延迟后的信号，Y取最大时延迟后的信号与同步码为同相位。同步码通常包含电平幅度恢复码和突发同步码。判决电平幅度建立依赖于足够多的前导码连续高电平，突发同步则需更多的高低电平交替以维持电平幅度的稳定。2.5PCIexpress总线PCIe（PerpheralComponentInterconnection）起源于intel在2001年的IO总线标准，是一种局部的高速差分总线，这种总线接口已被广泛普及，良好的性能指标和兼容性可以良好地支持外围设备连接。要使用PCIe协议进行数据传输，需具备事务层、数据链路层和物理层[24]，总线设备同时具备发送接收两种功能，其层次结构如图2-12所示。图2-12PCIexpress层次结构图从设备和程序中取得的内存、设备配置等信息组成事务层包（TransactionLayerPacket，TLP）进入缓冲寄存器等待根据优先级推往数据链路层；数据链路层将事务层传来的TLP包装成数据链路层包（DataLinkLayerPacket，DLLP），并勘误TLP信息，进行流控制；不论TLP还是DLLP都需要在物理层加上起始帧结束帧
电子科技大学硕士学位论文32NCNTCMD(无数据)STA（无数据）STA（无数据）转发数据发送间隔...响应时间DAT（含数据）STA（含数据）转发DAT（含数据）STA（含数据）转发响应时间NTs图3-13NT-NTs数据包以上所述的时钟消息传输形式中红色虚线表示OLT发送控制，黑色实线表示ONU发送控制。通过NC的转发能够保证在线的传输监控设备可正确接收完整的总线消息，NC完成对总线无响应的消息判断之后需要等待指定的消息间隔时间之后才可以发送下一条总线消息3.3总线调度方式由于PON结构不存在交换机且上下行数据波长不同，导致无法直接完成端对端传输交换，基于PON结构的FC-AE-1553总线将采用小周期顺序调度方式，NC按照规定好的调度控制标志对已有网络终端消息进行有序调度。总线小周期调度流程参见下图3-14。图3-14总线小周期调度当前小周期调度的剩余时间电平拉低后触发中断，计算当前的发送消息长度，如果长度符合限制则NC继续组织总线消息。如果累计发送的消息长度过长，则停止总线消息的发送，记录动态刷新消息调度表的停止位置。下一次小周期继续从这
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的MIL-STD-1553B模块设计[J]. 苗蔚,苗莉,王瑞球. 信息与电脑(理论版). 2018(15)
[2]基于1553B总线的飞行器电气综合系统管理设计[J]. 陈春燕,杨友超,张翔,姜爽,李海伟. 计算机测量与控制. 2014(06)
[3]A 10 Gb/s burst-mode clock and data recovery circuit[J]. 顾皋蔚,朱恩,林叶,刘文松. 半导体学报. 2012(07)
[4]基于EPON技术的FTTH组网与设计[J]. 吴寰,王金雪. 建筑电气. 2011(10)
[5]数据传输系统的FPGA一体化设计与实现[J]. 周成,高俊,娄景艺. 通信技术. 2011(09)
[6]一种基于FPGA的8B/10B编解码电路的设计与实现[J]. 武小强,田小平. 西安邮电学院学报. 2010(05)
[7]基于PCI9056的PCI一驱多卡驱动开发[J]. 张娟,刘强. 软件导刊. 2010(04)
[8]航空电子FC不同拓扑和服务类的实时性测试[J]. 郭蔡健,熊华钢,徐亚军. 计算机工程与应用. 2009(31)
[9]数字下变频中基于IP核的NCO设计[J]. 魏明强,王勇,朱挺,宁磊. 电子设计应用. 2009(06)
[10]FC-AE-1553网络的建模仿真研究[J]. 丁凡,熊华钢,宋丽茹. 计算机工程与应用. 2008(31)
硕士论文
[1]FC-AE节点卡控制软件设计[D]. 李运凯.电子科技大学 2018
[2]基于实时操作系统的支持时间触发通信的FC-AE节点卡软件设计[D]. 唐洁.电子科技大学 2018
[3]基于FC-AE-1553协议的飞控仿真演示系统设计与实现[D]. 刘朋磊.电子科技大学 2017
[4]FC-AE与1553B仿真节点卡硬件设计[D]. 张先红.电子科技大学 2017
[5]FC-AE-1553节点卡软件设计与实现[D]. 余辉.电子科技大学 2015
[6]高速大容量存储系统的设计与实现[D]. 徐玉杰.西安电子科技大学 2014
[7]艇载计算机接口控制单元的设计与实现[D]. 徐小文.西安电子科技大学 2014
[8]基于PON结构的FC-AE-1553协议芯片的关键模块研究与实现[D]. 杨立.电子科技大学 2013
[9]基于PON结构的命令响应传输协议研究[D]. 赵磊.电子科技大学 2011
[10]基于光纤通道的数据备份技术研究[D]. 马林.河南科技大学 2009
本文编号：3505935
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