弹载光纤总线监控技术研究

发布时间：2017-10-13 01:09

  本文关键词：弹载光纤总线监控技术研究

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【摘要】：未来导弹应当具备更高的飞行速度、更高速更实时的数据传输能力和更深度的系统综合能力。高速光纤总线是一种极有潜力应用于航天的总线,对其总线数据的监控已经成为其应用于弹上的关键问题。结合弹上数据监控的特点,介绍了弹载光纤总线数据传输的基本原理,分析了弹载光纤总线数据的分布式数据采集、分布数据的集中和总线时钟同步三大技术难点,提出了数据静默采集、防止重复采集、监控地址动态识别、防止监控帧阻塞等一系列的方法以解决弹载光纤总线的分布式存储和存储数据集中收集的问题,同时参考了IEEE1588标准的时钟同步原理,建立了弹载光纤总线的高精度时钟同步机制,解决了高精度时钟同步的问题。针对上述监控和同步方法,完成了可监控弹载光纤总线的硬件设计,实现了系统工作时FPGA芯片的逻辑设计,并利用设计好的逻辑和硬件进行了可监控弹载光纤总线的系统设计。进行了交换、监控、时钟同步的仿真和实物实验,结果表明可监控弹载光纤总线系统能够在不影响正常总线数据传输的前提下,保障光纤总线数据的分布式存储、存储数据集中到监控节点和节点间时钟高精度同步,同时能够实现监控节点位置的自动识别,最终实现可任意位置挂载监控节点的光纤总线监控。该系统的研制有助于提高航天研发的设计效率、降低航天实验的测试难度、推进导航制导的算法优化,有助于航天控制系统的进一步发展。
【关键词】：总线监控 光纤通道 光纤总线 总线交换 高速总线
【学位授予单位】：中国航天科技集团公司第一研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ760.3;TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 论文的来源背景及目的9-10
• 1.1.1 题目来源9
• 1.1.2 研究目的和意义9-10
• 1.2 国内外总线技术的研究状况和发展趋势10-14
• 1.2.1 国外航天领域总线应用现状10-11
• 1.2.2 国外航空领域总线应用现状11-12
• 1.2.3 国内航天领域总线应用现状12
• 1.2.4 国内航空领域总线应用现状12-13
• 1.2.5 总线应用的发展趋势13-14
• 1.3 总线监控技术的现状和发展趋势14-17
• 1.3.1 火线（IEEE1394）总线监控技术15
• 1.3.2 AFDX总线监控技术15-16
• 1.3.3 光纤通道（FC）监控16
• 1.3.4 总线监控的发展趋势16-17
• 1.4 论文结构及研究内容17-19
• 第2章 弹载光纤总线数据传输技术19-29
• 2.1 弹载光纤总线传输数据的总体结构19-20
• 2.2 弹载光纤总线数据转发的关键技术20-21
• 2.2.1 低延迟的交换决策20
• 2.2.2 可扩展的地址管理20
• 2.2.3 明确的优先级管理20-21
• 2.3 弹载光纤总线数据转发的方法21-27
• 2.3.1 低延迟的交换决策方法23-26
• 2.3.2 可扩展的地址管理方法26-27
• 2.3.3 优先级的管理方法27
• 本章小结27-29
• 第3章 弹载光纤总线数据监控技术29-49
• 3.1 弹载光纤总线监控数据的总体结构29-30
• 3.2 弹载光纤总线数据监控的关键技术30-31
• 3.2.1 数据分布式采集30-31
• 3.2.2 分布采集数据集中至MT31
• 3.2.3 高精度时钟同步31
• 3.3 弹载光纤总线数据监控方法研究31-42
• 3.3.1 总线监控数据分布式采集的方法32-35
• 3.3.2 分布式采集数据被收集到监控端方法35-36
• 3.3.3 光纤总线系统的时钟同步方法分析36-42
• 3.4 监控点对监控能力的影响42-47
• 3.4.1 对象模型分析42-44
• 3.4.2 数据传输分析44-46
• 3.4.3 监控位置选取和带宽分析46-47
• 本章小结47-49
• 第4章 可监控弹载光纤总线硬件设计49-61
• 4.1 硬件系统总体结构49-50
• 4.2 FC-0 和FC-1 层协议的硬件设计50-54
• 4.2.1 FC-0 层光电转换电路硬件实现50-51
• 4.2.2 FC-1 层串并转换电路硬件实现51-52
• 4.2.3 FC-1 端口管理模块设计52-54
• 4.3 交换控制模块设计54-57
• 4.4 其他外围电路设计57-59
• 4.4.1 电源设计57
• 4.4.2 FPGA时钟分配57-59
• 4.5 硬件实物59-60
• 本章小结60-61
• 第5章 可监控弹载光纤总线系统的仿真和实验61-73
• 5.1 实验任务设计61-63
• 5.1.1 数据交换和监控的任务规划61-62
• 5.1.2 时钟同步任务规划62
• 5.1.3 数据传输正确性验证分析62-63
• 5.2 仿真结果63-68
• 5.2.1 总线数据交换仿真结果63-65
• 5.2.2 总线数据监控的仿真实验结果65-68
• 5.3 实物实验结果68-71
• 5.3.1 总线数据监控的在 100Mb/s带宽下实物实验结果68-70
• 5.3.2 监控端接收带宽实验70-71
• 5.3.3 时钟同步实验结果71
• 本章小结71-73
• 第6章 结论和展望73-75
• 6.1 工作结论73
• 6.2 不足与展望73-75
• 参考文献75-79
• 作者在学期间取得的学术成果79-81
• 致谢81

【参考文献】

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1 郭秋丽;刘建军;甄超;吕广U，

本文编号：1021953