基于現(xiàn)場可編程門陣列的高可靠SpaceWire路由機制研究
發(fā)布時間:2021-04-07 03:46
SpaceWire總線是由歐洲太空局基于兩個商用標準IEEE 1355-1995和IEEE 1596.3推出的專門用于空間高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N總線標準。SpaceWire路由器是SpaceWire網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,可以使主機與外設(shè)之間進行高速以及大量的數(shù)據(jù)交換。然而,采用現(xiàn)場可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)實現(xiàn)的路由器用于空間環(huán)境時,極易受太空中高能粒子輻射而發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn),因此本文研究了基于FPGA的高可靠SpaceWire路由機制,并對其進行了仿真以及板級驗證。本文主要內(nèi)容如下:(1)分析了常用航空航天總線的優(yōu)缺點,特別是SpaceWire路由器國內(nèi)外研究進展以及SpaceWire路由器的實現(xiàn)與容錯技術(shù)現(xiàn)狀和存在問題,給出了本文的解決方案。同時,研究了SpaceWire總線的六個子協(xié)議,為高可靠SpaceWire路由器設(shè)計提供理論依據(jù)。(2)在分析典型SpaceWire路由器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,給出了高可靠SpaceWire路由器所采用可編程片上系統(tǒng)(System-on-a-Programmable-Chip,SOPC)結(jié)構(gòu)的總體方案,...
【文章來源】:南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
SpW_10X路由器結(jié)構(gòu)圖
圖 1. 1 SpW_10X 路由器結(jié)構(gòu)圖td[32]公司研制出一款 Flexible SpaceWire Router FSR-RG408 路由路由交換中的數(shù)據(jù)流量;每個單元有 8 個端口,這 8 端口可以作個獨立實現(xiàn)一個路由器的功能。undee[33]研制出的產(chǎn)品 SpaceWire Router Mk2 如圖 1.2 所示。從圖uter Mk2 結(jié)構(gòu)跟 SpW-10X 路由器有相似的結(jié)構(gòu),只是將一個輸 USB 接口,該接口的作用是將 SpaceWire Router Mk2 連接到電發(fā)送器模塊。
圖 2. 4 DS 編碼實現(xiàn)過程圖議字符層符和控制字符這兩種類型的字符。數(shù)據(jù)字符個數(shù)據(jù)/控制標志位以及 8 個有效數(shù)據(jù)位組成傳輸,奇偶校驗位采用奇數(shù)校驗;當數(shù)據(jù)/控為“1”時表示傳輸?shù)淖址强刂谱址。p 0 X XX XX X X 0 1 2 3 4 5 6 最低位(LSB)(數(shù)據(jù)/控制標志位奇偶校驗位圖 2. 5 數(shù)據(jù)字符格式低兩位可以組合出四種不同含義的控制字符1:EOP(數(shù)據(jù)包結(jié)束字符)、P110:EEP(數(shù)符)。而四種控制字符也可以組合成新的字
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種抗輻照試驗測試系統(tǒng)中RS485總線IO卡設(shè)計[J]. 李超,莊偉,顏敏. 太赫茲科學與電子信息學報. 2017(02)
[2]SpaceWire冗余熱備份網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及分析[J]. 伊小素,陶聰凌,曾華菘,劉文莉. 導航與控制. 2017(02)
[3]SpaceWire總線EMC設(shè)計分析[J]. 張昊,張春熹. 電子測量技術(shù). 2014(09)
[4]基于C語言的CAN總線與以太網(wǎng)連接技術(shù)研究[J]. 付成麗. 甘肅聯(lián)合大學學報(自然科學版). 2013(03)
[5]SpaceWire總線網(wǎng)絡(luò)實時傳輸性能研究[J]. 陳熙之,劉曉鋒,楊明川. 通信技術(shù). 2012(09)
[6]1553B數(shù)據(jù)總線與STANAG3910數(shù)據(jù)總線的比較[J]. 張學臻,崔海. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2012(07)
[7]CAN總線與以太網(wǎng)互連的嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)計[J]. 唐志輝,曾哲. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2012(07)
[8]基于DSP和CAN總線的航空發(fā)動機智能位置控制器[J]. 楊全廷,龐景,王雷濤,張金朋,翟旭升,蔡開龍. 傳感器與微系統(tǒng). 2012(02)
[9]面向星載數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的SpaceWire總線仿真系統(tǒng)開發(fā)[J]. 底素然,張偉功,巴峰,周華章,陳川,王嘉佳. 微電子學與計算機. 2012(01)
[10]航空電子系統(tǒng)FDDI互連的可靠性研究[J]. 龔茜茜,龔華軍,王新華. 電光與控制. 2012(01)
博士論文
[1]SpaceWire總線RMAP協(xié)議的實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)性能研究[D]. 閆夢婷.中國科學院國家空間科學中心 2016
碩士論文
[1]基于位流重定位的數(shù)字系統(tǒng)在線演化技術(shù)研究[D]. 何坤.南京航空航天大學 2016
[2]基于Virtex5的DRP SoC自重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計與性能評估[D]. 劉春紅.西安電子科技大學 2013
[3]基于FPGA的SpaceWire路由器的設(shè)計與驗證[D]. 鐘雪燕.南京航空航天大學 2013
[4]SpaceWire路由器研究與優(yōu)化[D]. 巴峰.首都師范大學 2012
[5]基于FPGA的SpaceWire路由器設(shè)計與分析[D]. 曹昆.西安電子科技大學 2011
[6]SpaceWire路由器IP核的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 陳健飛.中國科學院研究生院(空間科學與應(yīng)用研究中心) 2010
[7]基于PowerPC的空間路由器硬件平臺設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 蘇鵬.中國科學院研究生院(空間科學與應(yīng)用研究中心) 2010
[8]MIL-STD-1553多功能總線測試卡的實現(xiàn)[D]. 廖文彬.電子科技大學 2009
[9]SpaceWire總線節(jié)點接口的設(shè)計[D]. 王娜.哈爾濱工業(yè)大學 2007
本文編號:3122733
【文章來源】:南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
SpW_10X路由器結(jié)構(gòu)圖
圖 1. 1 SpW_10X 路由器結(jié)構(gòu)圖td[32]公司研制出一款 Flexible SpaceWire Router FSR-RG408 路由路由交換中的數(shù)據(jù)流量;每個單元有 8 個端口,這 8 端口可以作個獨立實現(xiàn)一個路由器的功能。undee[33]研制出的產(chǎn)品 SpaceWire Router Mk2 如圖 1.2 所示。從圖uter Mk2 結(jié)構(gòu)跟 SpW-10X 路由器有相似的結(jié)構(gòu),只是將一個輸 USB 接口,該接口的作用是將 SpaceWire Router Mk2 連接到電發(fā)送器模塊。
圖 2. 4 DS 編碼實現(xiàn)過程圖議字符層符和控制字符這兩種類型的字符。數(shù)據(jù)字符個數(shù)據(jù)/控制標志位以及 8 個有效數(shù)據(jù)位組成傳輸,奇偶校驗位采用奇數(shù)校驗;當數(shù)據(jù)/控為“1”時表示傳輸?shù)淖址强刂谱址。p 0 X XX XX X X 0 1 2 3 4 5 6 最低位(LSB)(數(shù)據(jù)/控制標志位奇偶校驗位圖 2. 5 數(shù)據(jù)字符格式低兩位可以組合出四種不同含義的控制字符1:EOP(數(shù)據(jù)包結(jié)束字符)、P110:EEP(數(shù)符)。而四種控制字符也可以組合成新的字
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種抗輻照試驗測試系統(tǒng)中RS485總線IO卡設(shè)計[J]. 李超,莊偉,顏敏. 太赫茲科學與電子信息學報. 2017(02)
[2]SpaceWire冗余熱備份網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及分析[J]. 伊小素,陶聰凌,曾華菘,劉文莉. 導航與控制. 2017(02)
[3]SpaceWire總線EMC設(shè)計分析[J]. 張昊,張春熹. 電子測量技術(shù). 2014(09)
[4]基于C語言的CAN總線與以太網(wǎng)連接技術(shù)研究[J]. 付成麗. 甘肅聯(lián)合大學學報(自然科學版). 2013(03)
[5]SpaceWire總線網(wǎng)絡(luò)實時傳輸性能研究[J]. 陳熙之,劉曉鋒,楊明川. 通信技術(shù). 2012(09)
[6]1553B數(shù)據(jù)總線與STANAG3910數(shù)據(jù)總線的比較[J]. 張學臻,崔海. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2012(07)
[7]CAN總線與以太網(wǎng)互連的嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)計[J]. 唐志輝,曾哲. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2012(07)
[8]基于DSP和CAN總線的航空發(fā)動機智能位置控制器[J]. 楊全廷,龐景,王雷濤,張金朋,翟旭升,蔡開龍. 傳感器與微系統(tǒng). 2012(02)
[9]面向星載數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的SpaceWire總線仿真系統(tǒng)開發(fā)[J]. 底素然,張偉功,巴峰,周華章,陳川,王嘉佳. 微電子學與計算機. 2012(01)
[10]航空電子系統(tǒng)FDDI互連的可靠性研究[J]. 龔茜茜,龔華軍,王新華. 電光與控制. 2012(01)
博士論文
[1]SpaceWire總線RMAP協(xié)議的實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)性能研究[D]. 閆夢婷.中國科學院國家空間科學中心 2016
碩士論文
[1]基于位流重定位的數(shù)字系統(tǒng)在線演化技術(shù)研究[D]. 何坤.南京航空航天大學 2016
[2]基于Virtex5的DRP SoC自重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計與性能評估[D]. 劉春紅.西安電子科技大學 2013
[3]基于FPGA的SpaceWire路由器的設(shè)計與驗證[D]. 鐘雪燕.南京航空航天大學 2013
[4]SpaceWire路由器研究與優(yōu)化[D]. 巴峰.首都師范大學 2012
[5]基于FPGA的SpaceWire路由器設(shè)計與分析[D]. 曹昆.西安電子科技大學 2011
[6]SpaceWire路由器IP核的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 陳健飛.中國科學院研究生院(空間科學與應(yīng)用研究中心) 2010
[7]基于PowerPC的空間路由器硬件平臺設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 蘇鵬.中國科學院研究生院(空間科學與應(yīng)用研究中心) 2010
[8]MIL-STD-1553多功能總線測試卡的實現(xiàn)[D]. 廖文彬.電子科技大學 2009
[9]SpaceWire總線節(jié)點接口的設(shè)計[D]. 王娜.哈爾濱工業(yè)大學 2007
本文編號:3122733
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