本文關(guān)鍵詞：PCI-E總線GPS同步時鐘卡的研究

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【摘要】：時間同步對于系統(tǒng)集成一直都有至關(guān)重要的用途,隨著PC機總線由傳統(tǒng)的ISA總線和PCI總線升級到了高速的PCI-Express(PCI-E)總線,過去針對電力系統(tǒng)而設(shè)計的基于這兩種總線的GPS同步時鐘卡也需要進行升級,本文旨在開發(fā)基于全新PCI-E總線的GPS同步時鐘卡,為電力自動化系統(tǒng)中的故障錄波及事件記錄等智能設(shè)備提供精確時間�；诒究ㄐ∨繑�(shù)據(jù)傳輸和響應(yīng)中斷的特點,選用了南京沁恒公司(WCH)自主研發(fā)的CH367作為PCI-E總線接口芯片,利用該芯片制作PC機板卡的成本相對于其他方式而言可大大減少。為了解決高速PC機與低速單片機訪問雙口RAM速率不匹配的問題,本文創(chuàng)新性提出了奇偶頁的數(shù)據(jù)交換思想。并首次使用了雙機聯(lián)合調(diào)試的辦法來調(diào)試驅(qū)動程序,大大減少了驅(qū)動調(diào)試的時間,降低了驅(qū)動調(diào)試的難度。本文提出了一種用CH367芯片聯(lián)合STC單片機、雙口RAM、CPLD等芯片來設(shè)計GPS同步時鐘卡的硬件設(shè)計方案,主要實現(xiàn)將IRIG-B格式時間碼解碼成200us精確時間刻度寫入雙口RAM,并通過中斷或查詢方式提供給PC機對時,還可接受被PC機同步對時,實現(xiàn)RS-232方式的絕對時標(biāo)信息輸出,秒、分、時三種空接點脈沖輸出,并實現(xiàn)時間日期顯示功能,預(yù)計同步授時精度優(yōu)于15us。為使PC機應(yīng)用程序能訪問本卡,又設(shè)計了一種同步時鐘從卡的驅(qū)動程序方案,并使用Windbg調(diào)試工具來對設(shè)計好的驅(qū)動程序進行了調(diào)試。為了測試硬件設(shè)計和驅(qū)動程序的正確性,用VC6.0開發(fā)了一款上位機測試軟件。經(jīng)過測試,成功用查詢方式和中斷方式經(jīng)PCI-E總線讀取了GPS同步時鐘卡上雙口RAM中的200us時間刻度,并為PC機完成授時,對時精度優(yōu)于15us;并捕獲到了同步時鐘卡的RS-232方式輸出的時標(biāo)信息以及秒分時三種脈沖輸出;時間日期顯示電路正常工作。
【關(guān)鍵詞】：時間同步 PCI-Express 驅(qū)動 同步時鐘卡 GPS
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM76
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 論文的來源與意義9-10
• 1.2 同步時鐘卡國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.3 電力系統(tǒng)中同步授時的各種方式13-14
• 1.4 論文研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)14-16
• 2 同步時鐘從卡的關(guān)鍵技術(shù)16-22
• 2.1 PC機總線16-19
• 2.2 WDF驅(qū)動19-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 3 同步時鐘從卡的硬軟件設(shè)計22-39
• 3.1 同步時鐘從卡功能及性能指標(biāo)22-23
• 3.2 同步時鐘從卡設(shè)計思想23
• 3.3 同步時鐘從卡的硬軟件電路設(shè)計方法23-34
• 3.4 同步時鐘從卡的授時精度和時間分辨率分析34-36
• 3.5 同步時鐘從卡的應(yīng)用算法分析36-37
• 3.6 本章小結(jié)37-39
• 4 基于WDF框架的同步時鐘從卡的驅(qū)動設(shè)計39-47
• 4.1 驅(qū)動程序基本對象39-40
• 4.2 驅(qū)動程序設(shè)計方法40-46
• 4.3 本章小結(jié)46-47
• 5 同步時鐘從卡的雙機聯(lián)合調(diào)試及結(jié)果分析47-54
• 5.1 應(yīng)用程序的設(shè)計47
• 5.2 雙機聯(lián)合調(diào)試47-48
• 5.3 同步時鐘從卡功能分析論證48-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 6 論文小結(jié)與展望54-56
• 6.1 論文小結(jié)54-55
• 6.2 展望55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-60
• 附錄一 (攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文)60

【參考文獻】

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本文編號：943513