基于MicroTCA的重离子实验装置数据传输系统设计

发布时间：2023-02-18 15:36

　　Micro TCA(Micro Telecom Computing Architecture)作为新一代的通信系统,因具有高性能、高带宽和高集成度等优点,在高能物理实验和空间物理探测领域发挥着越来越重要的作用。高级夹层板(Advanced Mezzanine Card,AMC)是Micro TCA中最重要的模块,起着传输数据的作用。虽然业内厂商推出了一些AMC板卡,但由于价格昂贵,且客户无法对购买到的AMC内部的传输系统达到完全自主可控,导致在使用、功能升级和系统维护方面带来诸多不便。本文基于Micro TCA技术标准,以兰州重离子加速器冷却环为实验平台,在AMC上以Xilinx Kintex7系列的FPGA为核心设计了一种数据传输系统,实现了高速、低成本设计。根据兰州重离子实验对AMC的性能要求,在FPGA中采用了GTP(Gigabit Transceiver with Low Power)模块来完成前端串行差分数据的接收,接收后的数据在FPGA内部会经过数据的解码、对齐、跨时钟域处理和协议转换,最终通过PCIE模块将数据高速发送出去。为了满足速度上的需求和确保接收数据的有效性,将G...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 国内外现状简析
    1.4 论文的研究内容与工作安排
第2章 传输系统总体架构
    2.1 MICROTCA平台介绍
    2.2 传输系统设计方案
        2.2.1 接收模块方案
        2.2.2 发送模块方案
        2.2.3 跨时钟域模块方案
        2.2.4 时钟模块方案
    2.3 管理系统设计方案
    2.4 本章小结
第3章 AMC传输系统设计
    3.1 接收模块设计
    3.2 发送模块设计
        3.2.1 PCIE协议解析
        3.2.2 XDMA的功能
        3.2.3 配置XDMA
    3.3 跨时钟域模块设计
    3.4 时钟模块设计
        3.4.1 时钟芯片分析
        3.4.2 时钟芯片的驱动模块
        3.4.3 时钟芯片的寄存器配置
    3.5 本章小结
第4章 基于IPMI的管理系统设计
    4.1 IPMB总线设计
    4.2 IPMI命令格式
    4.3 模块激活过程控制
    4.4 AMC模块工作状态监测
        4.4.1 温度传感器模块
        4.4.2 FRU信息
        4.4.3 热插拔功能
    4.5 电子密钥设计
    4.6 管理系统主函数设计
    4.7 本章小结
第5章 系统仿真与软件测试
    5.1 传输系统整体功能仿真
    5.2 管理系统功能测试
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3745239