為了滿足航天器內(nèi)部大容量、高速數(shù)據(jù)傳輸需求,提高航天器內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸性能,需探索高速互連技術(shù)在航天器中的應(yīng)用。在航天器中,總線起著舉足輕重的作用,總線作為航天器內(nèi)部各電子設(shè)備之間、電子設(shè)備內(nèi)部的各板卡之間、板卡上的各個芯片之間的數(shù)據(jù)溝通橋梁,在電子設(shè)備之間傳遞數(shù)據(jù)和控制信號,維持航天器的正常工作。本文著力于解決現(xiàn)有航天總線傳輸速率低、可靠性差、糾錯容錯能力差以及靈活性不足,不能滿足航天器內(nèi)部大容量、高速數(shù)據(jù)傳輸需求等問題,研究RapidIO技術(shù)在星載電子系統(tǒng)中應(yīng)用。RapidIO是嵌入式領(lǐng)域成熟的高速互連技術(shù),已經(jīng)過多次迭代,擁有優(yōu)秀的生態(tài)系統(tǒng),其標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、通用化的特性能夠有效解決現(xiàn)有航天器總線的不足,滿足航天器內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸需求。本文在充分調(diào)研RapidIO高速互連技術(shù)的基礎(chǔ)上,對RapidIO的串行物理層協(xié)議進(jìn)行了研究。首先調(diào)研了RapidIO的發(fā)展歷史、國內(nèi)國外的研究現(xiàn)狀,并比較了Space Fibre、PCIe、以太網(wǎng)、RapidIO等標(biāo)準(zhǔn),確立將RapidIO技術(shù)應(yīng)用到星載電子系統(tǒng)中。其次研究了RapidIO標(biāo)準(zhǔn)的特點,掌握RapidIO技術(shù)的細(xì)節(jié),RapidIO顯著的優(yōu)點... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 各類協(xié)議比較
    1.4 論文的主要工作以及章節(jié)安排
第2章 RapidIO協(xié)議概述
    2.1 規(guī)格層次
    2.2 數(shù)據(jù)包和控制符號
    2.3 包格式
    2.4 性能與包開銷
    2.5 物理層
        2.5.1 數(shù)據(jù)包
        2.5.2 控制符號
        2.5.3 空閑序列(IDLE sequence)
    2.6 傳輸層
    2.7 邏輯層
    2.8 本章小結(jié)
第3章 物理編碼子層設(shè)計
    3.1 K碼、R碼與A碼
    3.2 空閑序列生成
        3.2.1 時鐘補(bǔ)償序列
        3.2.2 空閑序列1(IDLE1)
        3.2.3 偽隨機(jī)序列(線性反饋移位寄存器,m序列)
    3.3 1x模式傳輸規(guī)則
    3.4 初始化
        3.4.1 1x模式初始化狀態(tài)機(jī)
        3.4.2 通道同步狀態(tài)機(jī)(Lane_Synchronization state machine)
    3.5 PCS層接收控制器
    3.6 PCS層發(fā)送控制器
    3.7 串行RapidIO接口圖
    3.8 本章小結(jié)
第4章 串行協(xié)議子層設(shè)計
    4.1 串行協(xié)議子層協(xié)議概述
        4.1.1 包交換協(xié)議
        4.1.2 鏈路維護(hù)協(xié)議
        4.1.3 包傳輸協(xié)議
        4.1.4 鏈路初始化
        4.1.5 緩沖區(qū)狀態(tài)維護(hù)
        4.1.6 嵌入的控制符號
        4.1.7 流量控制
        4.1.8 取消包
    4.2 CRC16
    4.3 CRC5
    4.4 本章小結(jié)
第5章 實現(xiàn)與驗證
    5.1 RapidIO在星載電子系統(tǒng)中應(yīng)用場景
    5.2 RapidIO串行物理層的實現(xiàn)
        5.2.1 基于RapidIO串行物理層的高速串行通信方案
        5.2.2 串行協(xié)議子層的實現(xiàn)
        5.2.3 物理編碼子層的實現(xiàn)
        5.2.4 物理媒介附件子層的實現(xiàn)
    5.3 重要模塊的仿真與驗證
        5.3.1 1x模式初始化狀態(tài)機(jī)仿真結(jié)果
        5.3.2 空閑序列生成模塊仿真結(jié)果
        5.3.3 時鐘補(bǔ)償序列模塊仿真結(jié)果
        5.3.4 通道同步狀態(tài)機(jī)仿真結(jié)果
    5.4 FPGA驗證
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]2019年世界航天發(fā)展重要進(jìn)展[J]. 方勇.  衛(wèi)星應(yīng)用. 2020(01)
[2]國外航天電子系統(tǒng)模塊化架構(gòu)發(fā)展概述[J]. 劉紅軍,方芳.  國際太空. 2019(03)
[3]基于RapidIO的星載交換機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 孟繁成,喬廬峰,陳慶華.  通信技術(shù). 2019(03)
[4]TI DSP RapidIO接口的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 鄧豹.  航空計算技術(shù). 2018(06)
[5]一種SRIO交換器內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)設(shè)計[J]. 胡孔陽,韓瓊磊,顧大曄.  微電子學(xué)與計算機(jī). 2018(09)
[6]基于CPS1616的RapidIO交換單元設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 曹鑫,劉海.  中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2018(36)
[7]一種基于RapidIO總線的高速圖像數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計[J]. 李賓,劉鑫,楊文良,劉昌杰.  航天控制. 2018(01)
[8]硬件加速系統(tǒng)中的PCIe-SRIO橋技術(shù)[J]. 許家麟,韓思齊,孫寧霄,吳瓊之.  電子設(shè)計工程. 2017(15)
[9]RapidIO技術(shù)在雷達(dá)系統(tǒng)中的FPGA實現(xiàn)[J]. 易鋒,朱德智,史鴻生.  科技視界. 2016(14)
[10]基于DSP和FPGA的串行RapidIO系統(tǒng)性能測試與分析[J]. 饒坤.  信息與電子工程. 2012(06)

碩士論文
[1]基于SRIO的數(shù)據(jù)記錄裝置的設(shè)計和實現(xiàn)[D]. 楊志文.中北大學(xué) 2019
[2]串行RapidIO物理層數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計[D]. 任雪倩.北京交通大學(xué) 2016
[3]基于FPGA的多功能接口模塊設(shè)計[D]. 王衛(wèi).南京理工大學(xué) 2013
[4]基于FPGA的RapidIO總線接口設(shè)計、驗證與實現(xiàn)[D]. 劉云鵬.西安電子科技大學(xué) 2013
[5]10GE-RapidIO網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 張松嶺.中國艦船研究院 2012
[6]RapidIO IP核的軟硬件協(xié)同設(shè)計與驗證方法研究[D]. 郭海英.西安石油大學(xué) 2011
[7]RapidIO高速互連接口PCS層的設(shè)計與驗證[D]. 黃宇浩.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010



本文編號：3674924