本文關(guān)鍵詞：基于NiosⅡ軟核的網(wǎng)絡(luò)延遲器設(shè)計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大型物流轉(zhuǎn)運儲倉庫利用分揀設(shè)備采集物流包裹信息并通過局域網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)信息,實現(xiàn)分類歸儲和轉(zhuǎn)運,設(shè)備在運行中面臨著苛刻的可靠性要求。其可靠性重要參考指標(biāo)之一便是在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)延遲現(xiàn)象時系統(tǒng)的工作冗余性。網(wǎng)絡(luò)延遲是惡化系統(tǒng)性能、導(dǎo)致采集信息不能準(zhǔn)時到達或信息錯誤、引起工作不穩(wěn)定的重要因素；對于分揀儲運設(shè)備而言,若對網(wǎng)絡(luò)延遲的冗余性不足,最終會導(dǎo)致停線事故。現(xiàn)亟需設(shè)計出簡單實用的網(wǎng)絡(luò)延遲器模擬網(wǎng)絡(luò)延遲發(fā)生,用以評估大型物流分揀和儲運設(shè)備的局域網(wǎng)在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)延遲時設(shè)備可靠性。網(wǎng)絡(luò)延遲器由MCU和附加設(shè)備組成。本網(wǎng)絡(luò)延遲器設(shè)計利用SOPC技術(shù)將Nios Ⅱ軟核和外圍電路集成到FPGA內(nèi),利用嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS Ⅱ編寫軟件程序,利用NicheStack TCP/IP協(xié)議棧的UDP協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,選用DM9000A以太網(wǎng)芯片作為網(wǎng)絡(luò)接口卡核心設(shè)備。本設(shè)計力圖實現(xiàn)三種工作模式：隨機延遲、固定延遲和數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)錯亂。本文主要論述工作內(nèi)容如下：首先,簡要介紹和回顧網(wǎng)絡(luò)延遲成因和于此有關(guān)的國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)發(fā)展；其次,闡述說明本設(shè)計獨特需求背景和要求及與當(dāng)前主要網(wǎng)絡(luò)延遲有關(guān)的研究和設(shè)備之間的差異；再次,對本設(shè)計的總體技術(shù)方案進行介紹；然后對本設(shè)計的開發(fā),包括硬件設(shè)計與軟件編寫進行介紹；最后,對完成的網(wǎng)絡(luò)延遲器設(shè)計做一簡要的工作驗證。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)絡(luò)延遲器 Nios Ⅱ FPGA SOPC μC/OS Ⅱ
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.06
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-12
• 1.1.1 網(wǎng)絡(luò)延遲概述10-11
• 1.1.2 網(wǎng)絡(luò)控制的國內(nèi)外發(fā)展和現(xiàn)狀11-12
• 1.2 嵌入式系統(tǒng)和以太網(wǎng)的結(jié)合12-13
• 1.2.1 嵌入式設(shè)備的發(fā)展12
• 1.2.2 嵌入式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)12-13
• 1.3 本課題的需求背景和主要研究內(nèi)容13-15
• 1.3.1 本課題的需求背景13-14
• 1.3.2 本課題的主要研究內(nèi)容14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第2章 系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)基礎(chǔ)和實現(xiàn)方案16-28
• 2.1 嵌入式網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議16-19
• 2.1.1 嵌入式TCP/IP協(xié)議棧簡述16-17
• 2.1.2 Nichestack TCP/IP協(xié)議棧17-18
• 2.1.3 UDP通信協(xié)議18-19
• 2.2 片上可編程系統(tǒng)SOPC簡介19-21
• 2.3 系統(tǒng)實現(xiàn)方案21-25
• 2.3.1 微處理器的選型21-23
• 2.3.1.1 任務(wù)計劃書對處理器選型的要求21-22
• 2.3.1.2 選擇微處理器芯片22-23
• 2.3.2 以太網(wǎng)芯片的選型23-24
• 2.3.3 嵌入式實時操作系統(tǒng)的選擇24-25
• 2.4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖和工作原理25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-28
• 第3章 網(wǎng)絡(luò)延遲器的硬件設(shè)計28-54
• 3.1 硬件原理圖設(shè)計29-34
• 3.1.1 電源部分29-30
• 3.1.2 配置芯片部分30
• 3.1.3 SDRAN部分30-31
• 3.1.4 串口通信部分31-32
• 3.1.5 網(wǎng)絡(luò)接口卡部分32-34
• 3.2 NiosⅡ處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的介紹34-37
• 3.2.1 Nios Ⅱ處理器體系構(gòu)架34-36
• 3.2.2 Avalon總線技術(shù)36-37
• 3.2.3 Nios Ⅱ處理器的特點37
• 3.3 Altera公司的綜合性FPGA硬件開發(fā)環(huán)境37-38
• 3.4 Nios Ⅱ系統(tǒng)各模塊的構(gòu)建38-53
• 3.4.1 Nios Ⅱ處理器的創(chuàng)建38-39
• 3.4.2 JTAG UART模塊的添加39-40
• 3.4.3 SDRAM模塊的添加40-42
• 3.4.4 DM9000A模塊的添加42-44
• 3.4.5 串行FLASH模塊的添加44-45
• 3.4.6 PLL模塊的添加45-46
• 3.4.7 TIMER模塊的添加46-47
• 3.4.8 UART模塊的添加47-51
• 3.4.9 GPIO模塊的添加51
• 3.4.10 設(shè)置基地址與中斷優(yōu)先級51-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第4章 軟件程序設(shè)計54-72
• 4.1 Nios Ⅱ IDE下的程序設(shè)計54-66
• 4.1.1 Nios Ⅱ IDE軟件開發(fā)環(huán)境54
• 4.1.2 HAL系統(tǒng)庫簡介54-56
• 4.1.3 Nios Ⅱ IDE下移植μC/OSⅡ操作系統(tǒng)56-59
• 4.1.4 DM9000a以太網(wǎng)芯片接口59-60
• 4.1.5 Nichestack TCP/IP協(xié)議棧的初始化60-61
• 4.1.6 延遲工作模式的構(gòu)建61-64
• 4.1.7 實時操作系統(tǒng)主要任務(wù)介紹64-66
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)部分編程簡介66-70
• 4.2.1 Socket概念66-67
• 4.2.2 Socket類型67-68
• 4.2.3 本設(shè)計套接字編程68-70
• 4.3 本章小結(jié)70-72
• 第5章 網(wǎng)絡(luò)延遲的驗證72-80
• 5.1 連接驗證72-73
• 5.1.1 ping驗證72
• 5.1.2 抓包驗證72-73
• 5.2 控制實驗驗證73-77
• 5.3 本章小結(jié)77-80
• 第6章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 本文工作的總結(jié)80
• 6.2 問題和展望80-82
• 參考文獻82-86
• 致謝86-88
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的論文與研究成果88

【參考文獻】

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2 李鴻;;以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展分析[J];科學(xué)大眾(科學(xué)教育);2010年01期

3 楊立行;范志夫;湯振華;;江西省電力公司計量中心智能倉儲系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];江西電力;2012年05期

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  本文關(guān)鍵詞：基于NiosⅡ軟核的網(wǎng)絡(luò)延遲器設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：331596