本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的全功能MVB鏈路層IP核研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著當(dāng)代軌道車輛總線技術(shù)的快速發(fā)展,以至于對(duì)列車通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性、實(shí)時(shí)性等有了更高的要求。多功能車輛總線鏈路層IP核是MVB通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要組成部分,其核心技術(shù)一直被國外壟斷,嚴(yán)重阻礙了MVB網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在國內(nèi)機(jī)車上的使用與推廣。因此對(duì)全功能MVB鏈路層IP核的研究與設(shè)計(jì)具有深遠(yuǎn)意義。在本文中,首先對(duì)多功能車輛總線的相關(guān)原理進(jìn)行了簡單的闡述,然后對(duì)全功能MVB鏈路層IP核進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),接著對(duì)其軟、硬件平臺(tái)的搭建進(jìn)行了簡單的介紹,最后對(duì)各功能模塊進(jìn)行了測試與驗(yàn)證,并得出了相應(yīng)的仿真驗(yàn)證波形。實(shí)現(xiàn)了全功能MVB鏈路層IP核的通信功能。本文采用自頂向下的EDA設(shè)計(jì)方法,根據(jù)全功能MVB鏈路層IP核所實(shí)現(xiàn)的功能,將其分為下列四大模塊:全功能MVB鏈路層編碼器(包括曼徹斯特編碼模塊、數(shù)據(jù)幀分隔符產(chǎn)生模塊、CRC檢驗(yàn)碼生成模塊)、解碼器(包括接收緩存模塊、譯碼器接收模塊)、主控模塊以及通信存儲(chǔ)器控制模塊。然后再逐一對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì),并通過FPGA組建的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模塊功能驗(yàn)證。本文采用的是Altera公司的集成開發(fā)環(huán)境Quartus II軟件,并使用Verilog硬件描述語言對(duì)所涉及的模塊進(jìn)行程序編譯、仿真與綜合的相關(guān)實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行功能仿真和FPGA驗(yàn)證,充分論證了本文設(shè)計(jì)方案的可行性。所實(shí)現(xiàn)的全功能MVB鏈路層IP核滿足國際軌道車輛通訊網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)(IEC-61375)。采用FPGA開發(fā)全功能MVB鏈路層IP核可促進(jìn)我國軌道車輛通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)對(duì)開發(fā)出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全功能MVB鏈路層相關(guān)產(chǎn)品具有深遠(yuǎn)的意義。
【關(guān)鍵詞】：TCN MVB 鏈路層 FPGA IP核
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U270.38
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 引言7
• 1.2 國際主流列車通信總線技術(shù)7-8
• 1.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀8-9
• 1.4 本文研究的內(nèi)容9-11
• 第二章 MVB鏈路層網(wǎng)絡(luò)通訊原理11-19
• 2.1 鏈路層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)11-15
• 2.1.1 鏈路層數(shù)據(jù)幀類型12
• 2.1.2 曼徹斯特編碼原理12-13
• 2.1.3 鏈路層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的幀格式13-15
• 2.2 鏈路層通信介質(zhì)15-16
• 2.2.1 鏈路層通訊介質(zhì)15
• 2.2.2 鏈路層設(shè)備分類15-16
• 2.3 鏈路層數(shù)據(jù)幀16-19
• 2.3.1 鏈路層數(shù)據(jù)定義16-17
• 2.3.2 鏈路層數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)17
• 2.3.3 全功能MVB鏈路層控制17-19
• 第三章 全功能MVB鏈路層IP核設(shè)計(jì)19-34
• 3.1 鏈路層IP核功能要求19
• 3.2 鏈路層IP核編碼器19-23
• 3.2.1 編碼器的整體結(jié)構(gòu)19-20
• 3.2.2 曼徹斯特編碼模塊20-21
• 3.2.3 數(shù)據(jù)幀分隔符產(chǎn)生模塊21-22
• 3.2.4 CRC檢驗(yàn)碼生成模塊22
• 3.2.5 編碼器綜合仿真22-23
• 3.3 鏈路層IP核解碼器23-28
• 3.3.1 解碼器的整體結(jié)構(gòu)23-24
• 3.3.2 接收緩存模塊24
• 3.3.3 譯碼器接收模塊24-27
• 3.3.4 解碼器綜合仿真27-28
• 3.4 鏈路層IP核主控模塊28-31
• 3.4.1 主控模塊的功能描述28-29
• 3.4.2 主控模塊的實(shí)現(xiàn)29-31
• 3.5 鏈路層IP核通信存儲(chǔ)器控制模塊31-34
• 3.5.1 通信存儲(chǔ)器模塊的功能描述31-32
• 3.5.2 通信存儲(chǔ)器控制模塊的實(shí)現(xiàn)32-34
• 第四章 全功能MVB鏈路層IP核驗(yàn)證34-44
• 4.1 FPGA的選型及開發(fā)流程34-39
• 4.1.1 FPGA的選型34-35
• 4.1.2 FPGA開發(fā)流程35-37
• 4.1.3 FPGA平臺(tái)的搭建37-39
• 4.2 軟件開發(fā)環(huán)境簡介39-41
• 4.2.1 Quartus II集成開發(fā)環(huán)境簡介39-40
• 4.2.2 Quartus II硬件抽象層庫40-41
• 4.3 測試與驗(yàn)證41-44
• 4.3.1 測試平臺(tái)搭建41
• 4.3.2 軟件的配置41-42
• 4.3.3 測試結(jié)果42-44
• 第五章 總結(jié)與展望44-45
• 5.1 論文總結(jié)44
• 5.2 論文展望44-45
• 致謝45-46
• 參考文獻(xiàn)46-49
• 作者簡介49
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果49

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1 徐翔;徐皓;;基于IP的艦船通信交換平臺(tái)研究[J];艦船電子工程;2010年02期

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3 崔巍;胡瑞;唐毅;謝張賓;王華彬;;基于IP的互連互通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J];電力系統(tǒng)通信;2009年06期

4 石曉軍;;中國參與國際互聯(lián)網(wǎng)IP協(xié)議研發(fā)現(xiàn)狀及主要問題研究[J];硅谷;2012年12期

5 王克勤;安全標(biāo)準(zhǔn)中的IP體系[J];安全與電磁兼容;1995年01期

6 ;IP卡和郵戳上的世界B級(jí)自行車錦標(biāo)賽[J];中國自行車;2004年06期

7 蔡忠見;IP協(xié)議的分析和IP技術(shù)的發(fā)展[J];渝州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年02期

8 陳曉蘇,宋秀瑤,肖道舉;IP安全機(jī)制的一種簡化實(shí)現(xiàn)[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào);2001年03期

9 劉輝;IP 地址盜用及其防范措施探討[J];西北電力技術(shù);2005年05期

10 劉勇;;一種快速切換計(jì)算機(jī)IP配置的方法[J];鐵道通信信號(hào);2006年04期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王金芝;郝為民;鐘鳴;趙羨龍;;IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電能表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];2003中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化專委會(huì)供用電管理自動(dòng)化分專業(yè)委員會(huì)成立暨第一屆學(xué)術(shù)交流會(huì)議論文集[C];2003年

2 劉瓊;李錚;;IP多業(yè)務(wù)融合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)交換機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)[A];2005年信息與通信領(lǐng)域博士后學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

3 呂順;楊本臣;張強(qiáng);;基于嵌入式IP的電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)研究[A];中國航海學(xué)會(huì)通信導(dǎo)航專業(yè)委員會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

4 姚凌;紀(jì)紅;樂光新;;面向4G的IP無線接入的研究[A];第九屆全國青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

5 薛志軍;周學(xué)功;周湘;彭澄廉;;基于XML可配置IP庫的構(gòu)建[A];全國第13屆計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)（CAD/CG）學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

6 戰(zhàn)英;;IPTV業(yè)務(wù)承載于IP寬帶城域網(wǎng)問題探討[A];黑龍江省通信學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

7 劉明杰;;通信網(wǎng)絡(luò)全面IP化演進(jìn)趨勢(shì)[A];2008年“ICT助力兩型社會(huì)建設(shè)”學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

8 程敏珍;繆希仁;;基于IP的建筑群變配電監(jiān)控技術(shù)[A];第三屆海峽兩岸土木建筑學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

9 孫加興;孟德剛;周俊;;數(shù)字軟IP核評(píng)測與認(rèn)證方法和流程[A];第五屆中國測試學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

10 張成才;劉躍占;;汽車零部件IP防塵防水試驗(yàn)概述[A];豪爵摩托獎(jiǎng)廣東省汽車行業(yè)第五期學(xué)術(shù)活動(dòng)論文匯編[C];2008年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何小明 編譯;中小IP核公司難于形成規(guī)模[N];中國電子報(bào);2002年

2 陳建英;寧波電信IP卡銷售旺[N];人民郵電;2000年

3 吳越;教師節(jié)郵票和IP卡[N];中國證券報(bào);2000年

4 舒潔;定制IP安全策略[N];中國電腦教育報(bào);2003年

5 本報(bào)記者 劉兵;融合IP 重塑電信[N];計(jì)算機(jī)世界;2001年

6 孫成;圖說防火墻IP規(guī)則[N];電腦報(bào);2003年

7 何育麟;IP會(huì)議應(yīng)用的巨大商機(jī)[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2003年

8 宋丁儀 DigiTimes;中芯、新思攜手打造移動(dòng)電視IP[N];電子資訊時(shí)報(bào);2007年

9 梁世平;IP對(duì)電信的沖擊及對(duì)策[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2001年

10 ;IP服務(wù)推動(dòng)電信服務(wù)增長[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 王玉明;支持IP漫游的多跳接入技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2005年

2 周萌;集成電路IP質(zhì)量管理與度量：軟件工程角度的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

3 吳亦川;互聯(lián)網(wǎng)無線接入系統(tǒng)中IP報(bào)頭壓縮算法的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（軟件研究所）;2005年

4 周慶瑞;IEEE1394鏈路層控制芯片IP核的開發(fā)及IEEE1394總線可靠性的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）;2008年

5 張溯;集成電路工程學(xué)及IP評(píng)測技術(shù)的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2004年

6 劉錦華;基于“下一跳代價(jià)遞減”準(zhǔn)則的IP快速重路由方法研究[D];北京郵電大學(xué);2010年

7 周正偉;藍(lán)牙基帶IP實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2002年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 金曼晨;基于IP視頻的金華市公安局智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

2 范宇杰;基于UVM驗(yàn)證方法學(xué)的USIM驗(yàn)證IP的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2015年

3 王君;一種基于差壓測漏原理的手機(jī)IP等級(jí)測試設(shè)備的研制[D];天津大學(xué);2014年

4 胡遠(yuǎn)朋;基于FPGA的全功能MVB鏈路層IP核研究與設(shè)計(jì)[D];長春工業(yè)大學(xué);2016年

5 周欣;IP方案治療35例復(fù)發(fā)和難治性非霍奇金淋巴瘤療效分析[D];新疆醫(yī)科大學(xué);2005年

6 唐華標(biāo);步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)IP軟核設(shè)計(jì)[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

7 鐘國濤;IP虛擬交換機(jī)原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)及相關(guān)虛擬服務(wù)的研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2002年

8 姜玉琴;IP虛擬交換機(jī)資源抽象及接口描述[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2002年

9 張全貴;基于嵌入式IP的電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2005年

10 寧麗莉;基于SIP協(xié)議的IP呼叫中心控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];中國科學(xué)院研究生院（沈陽計(jì)算技術(shù)研究所）;2008年

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