本文關鍵詞：基于SoPC的光纖1394網絡節(jié)點設計與驗證

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【摘要】：SoC的概念已日益普及,而隨著FPGA技術的迅速發(fā)展,SoPC作為一種特殊的嵌入式微處理器系統(tǒng),融合了SoC和FPGA各自的優(yōu)點,并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程、可裁減、可擴充、可升級的功能,已逐漸成為一個新興的技術方向。IEEE-1394總線是近年來發(fā)展迅猛的一種高速串行總線,該總線具有發(fā)展迅速、傳輸速率高、價格低廉等特點。而光纖通信技術憑借信息承載量更大、抗干擾能力很強、信號損耗少和安全穩(wěn)定等特點在通信領域廣泛應用。本文結合以上各自的特點,提出此課題——基于SoPC的光纖1394網絡節(jié)點設計與驗證。本文首先介紹了光纖1394的優(yōu)勢,分析了IEEE-1394國內外的現狀及本文的選題背景和意義,引出論文的題目。概述了IEEE-1394協議,明確了協議的結構、數據通信、包格式。其次,從架構的方面闡述了系統(tǒng)的結構、端口信號、地址分配等。接下來寫了光纖1394 FPGA開發(fā)流程和實現,詳細講了Xilinx公司EDK軟件的開發(fā)流程及AS5643協議處理模塊、PCIE主機接口和DMA模塊的實現。最后,就是對本次FPGA開發(fā)功能的驗證和測試,從波形、日志文件等方面來確定達到需求。也在本文中肯的闡述了此次開發(fā)的不足,同時看到了IEEE-1394總線光明的未來,更堅定了對1394總線研究并應用的決心。本課題在完成整個SoPC開發(fā)的基礎上將1394協議處理模塊通過SFP光電轉換模塊與光纖的通信,不僅提高了數據傳輸的速度和增加數據的傳輸量,而且減少了數據在傳輸過程中衰減,使數據能夠在不加中繼器的情況下傳輸的距離更遠,更適應未來要求更高的工作環(huán)境。AS5643協議處理模塊是本課題的設計核心,為滿足航空電子系統(tǒng)對數據傳輸帶寬、確定性和實時性等性能的要求,在對IEEE-1394b協議進行了一系列的裁剪和限定的情況下提出的。其中各網絡節(jié)點的數據交互的工作狀態(tài)轉移方式是本課題設計的核心。在課題實驗過程中使用400M PHY芯片,達到高速的數據傳輸,并且遠距離傳輸。
【關鍵詞】：SoPC IEEE-1394 FPGA EDK 高速串行
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN253;TN47;TN929.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 縮略語對照表11-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 IEEE-1394簡介15
• 1.2 光纖1394優(yōu)勢15-16
• 1.2.1 同并行總線的比較15-16
• 1.2.2 同USB串行總線的比較16
• 1.2.3 同普通電纜1394的比較16
• 1.3 IEEE-1394國內外現狀16-17
• 1.4 論文選題背景和意義17
• 1.5 論文主要工作及內容安排17-19
• 第二章 IEEE-1394協議概述19-25
• 2.1 IEEE-1394協議結構19-21
• 2.1.1 事務層20
• 2.1.2 鏈路層20
• 2.1.3 物理層20-21
• 2.2 數據通信21-22
• 2.3 基于AS5643協議的IEEE-1394總線的包格式22-23
• 2.3.1 異步流包22
• 2.3.2 STOF包22-23
• 2.4 本章小結23-25
• 第三章 光纖1394 FPGA的簡介25-39
• 3.1 光纖1394 FPGA功能概述25-27
• 3.1.1 AS5643協議處理模塊25
• 3.1.2 PCIE主機接口與DMA模塊25-27
• 3.2 光纖1394 FPGA系統(tǒng)架構概述27-28
• 3.3 光纖1394 FPGA邏輯結構概述28
• 3.4 端口信號概述28-31
• 3.4.1 時鐘和復位及配置信號接口28-29
• 3.4.2 PCIe主機接口29
• 3.4.3 GPIO通用輸入輸出接口29
• 3.4.4 1394事務層及鏈路層接口29-30
• 3.4.5 1394 PHY接口30-31
• 3.5 地址空間分配31-32
• 3.5.1 PPC440處理器可訪問的地址空間31
• 3.5.2 PPC處理器可訪問的DCR地址空間31-32
• 3.6 硬件接口和時序32-38
• 3.6.1 PCIE總線接口時序32-34
• 3.6.2 鏈路層IP接口時序34-37
• 3.6.3 UART接口時序37
• 3.6.4 PLB總線接口時序37-38
• 3.7 本章小結38-39
• 第四章 光纖1394 FPGA開發(fā)與設計39-59
• 4.1 AS5643協議處理模塊的設計39-52
• 4.1.1 寄存器調度模塊40-45
• 4.1.2 鏈路層芯片接口控制模塊45-50
• 4.1.3 DMA控制模塊50
• 4.1.4 發(fā)送/接收FIFO50-52
• 4.2 SFP光模塊選型與論證52-53
• 4.3 IEEE 1394B三端口電纜收發(fā)器53-54
• 4.4 標準IP功能和外設接口模塊54
• 4.5 光纖1394SoPC開發(fā)流程54-58
• 4.5.1 EDK的介紹54-55
• 4.5.2 EDK設計的實現流程55-58
• 4.6 本章小結58-59
• 第五章 光纖1394 FPGA功能驗證和測試59-75
• 5.1 虛擬平臺仿真驗證59-73
• 5.1.1 虛擬平臺的搭建59-62
• 5.1.2 驗證工具62
• 5.1.3 驗證方案62-66
• 5.1.4 典型驗證用例及仿真波形66-71
• 5.1.5 仿真的覆蓋率71-73
• 5.2 FPGA平臺測試73-74
• 5.2.1 概述74
• 5.2.2 測試流程74
• 5.3 本章小結74-75
• 第六章 總結與展望75-77
• 6.1 總結75
• 6.2 不足與展望75-77
• 參考文獻77-79
• 致謝79-81
• 作者簡介81-82

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：562916