【摘要】：本論文基于貴州航天計(jì)量測試技術(shù)研究所VPN網(wǎng)信息安全測試系統(tǒng)項(xiàng)目研發(fā)要求,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)VPN網(wǎng)信息安全測試系統(tǒng)控制器.論文圍繞VPN網(wǎng)安全測試系統(tǒng)控制器為研究與設(shè)計(jì)對(duì)象,完成了控制器設(shè)計(jì)的全部工作,包括方案論證與設(shè)計(jì)、原理圖設(shè)計(jì)、PCB版圖設(shè)計(jì)、自定義IP Core設(shè)計(jì)及功能仿真、嵌入軟件設(shè)計(jì),以及為了配合實(shí)物樣機(jī)調(diào)試所需的上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)等。本控制器設(shè)計(jì)采用賽靈思公司Kintex-7系列XC7K325T FPGA作為控制核心,以FPGA的32位精簡指令集Mirco Blaze微型處理器平臺(tái),同時(shí)配合賽靈思公司提供IP Core或用戶自定義IP Core搭建SOPC片上可編程系統(tǒng);處理器單元作為本控制器主控單元,由控制器通信單元、溫度采集與控制單元、配置單元等功能外設(shè)單元組成本控制器,為完成數(shù)據(jù)任務(wù)通信,運(yùn)行狀態(tài)信息和實(shí)時(shí)控制等功能任務(wù),控制器系統(tǒng)工作時(shí)鐘設(shè)計(jì)為100MHz;具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。首先本控制器使用SOPC平臺(tái)作為主控核心,可根據(jù)項(xiàng)目要求裁剪片上系統(tǒng),用戶可以自定義系統(tǒng)功能;其次控制器支持21路計(jì)算卡通信,其通信速率最高可達(dá)2Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速度;然后控制器兩路多個(gè)溫度節(jié)點(diǎn)溫度采集及九路散熱器的獨(dú)立控制,可對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息實(shí)時(shí)采集和控制。最后FPGA外接25MHz和200MHz時(shí)鐘輸入,及豐富的擴(kuò)展引腳和外設(shè)資源,可根據(jù)不同應(yīng)用場合靈活配置實(shí)現(xiàn)不同的功能。綜上所述,控制器具有集高性價(jià)比、配置靈活、低功耗,板級(jí)設(shè)計(jì)簡單等諸多優(yōu)點(diǎn),最后,通過對(duì)各個(gè)功能單元的軟硬件進(jìn)行測試和驗(yàn)證及綜合驗(yàn)證方法和功能驗(yàn)證,控制器運(yùn)行狀態(tài)良好。由此可知,本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高性能,資源豐富的控制器。
【圖文】：

圖 2.6 串口幀格式圖 2.5 中還包括 RS422 接口，其通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及配置類似于 RS232，在傳輸過程中稍有不同。其中，，RS422 有兩對(duì)雙絞線，在全雙工工作狀態(tài)時(shí)模擬差動(dòng)電路的方式進(jìn)行收發(fā)，接收和發(fā)送可是實(shí)時(shí)進(jìn)行，所以不需要數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的地線支持，傳輸距離大約 1200m，速率可達(dá) 10Mb/s，且誤碼率較低RS232 的只有一組雙絞線，在全雙工工作狀態(tài)時(shí)需要數(shù)據(jù)地線的支持。2.4 控制器電源配置方案設(shè)計(jì)控制器系統(tǒng)中具有豐富的外設(shè)資源，系統(tǒng)內(nèi)部涉及多個(gè)不同的電壓值種電源芯片提供電壓；考慮到不同的器件其電源特性各有不同，同時(shí)也考慮統(tǒng)的功率、可靠性和噪聲等問題，故本設(shè)計(jì)中電源配置方案采用獨(dú)立加級(jí)聯(lián)式設(shè)計(jì)電源電路，大電流輸出時(shí)采用開關(guān)穩(wěn)壓，而在電壓輸出要求較高的地用線性穩(wěn)壓器件，利用線性穩(wěn)壓和開關(guān)穩(wěn)壓器件不同的特性，各自的優(yōu)點(diǎn)來

第 3 章 控制器硬件電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的硬件電路設(shè)計(jì)規(guī)模較大�，F(xiàn)如今較大的硬件電路設(shè)計(jì)普遍采用單元化的設(shè)計(jì)方案，在整體系統(tǒng)中規(guī)劃若干個(gè)單元進(jìn)行逐級(jí)的設(shè)計(jì)，本章將整體設(shè)計(jì)單元化，從頂層到內(nèi)部寄存器配置，從系統(tǒng)集成到外設(shè)的搭建進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)與概述。3.1 控制器頂層設(shè)計(jì)及內(nèi)、外部接口關(guān)系設(shè)計(jì)控制器頂層設(shè)計(jì)及內(nèi)、外部接口關(guān)系規(guī)劃是控制器關(guān)鍵一環(huán)，后續(xù)功能模塊原理圖的設(shè)計(jì)、芯片選型、PCB 布局布線都將以此為參考和依據(jù)。所以，為了方便后續(xù)工作的進(jìn)行，控制器頂層設(shè)計(jì)及內(nèi)、外部接口關(guān)系規(guī)劃的設(shè)計(jì)，原理圖設(shè)計(jì)以規(guī)范、清晰、準(zhǔn)確、易讀為設(shè)計(jì)原則；內(nèi)、外部接口關(guān)系規(guī)劃以功能可擴(kuò)展，接口可通用，總線命名清晰可辨為設(shè)計(jì)指導(dǎo)。3.1.1 控制器頂層設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP273;TN791

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2657398