本文關(guān)鍵詞：UM-BUS傳輸層的設(shè)計與實現(xiàn)　出處：《首都師范大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著技術(shù)進步與應(yīng)用需求的發(fā)展,航空航天等應(yīng)用場合要求嵌入式系統(tǒng)具有更高的可靠性、安全性、保障性�？偩�作為嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的一個重要基礎(chǔ),對系統(tǒng)的性能、體系結(jié)構(gòu)、可靠性及容錯能力都具有重要的影響。針對航空航天應(yīng)用場合的嵌入式系統(tǒng)的高可靠性高安全性的要求,我們研究提出一種可動態(tài)重構(gòu)的高速串行總線(UM-BUS),它采用基于MLVDS信號傳輸方式的N(≤32)通道并發(fā)傳輸,通信速率可達6.4Gbps；采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),最多支持30個設(shè)備直接互連,支持遠(yuǎn)程存儲訪問,最遠(yuǎn)傳輸距離40m；并發(fā)通道相互冗余與動態(tài)重構(gòu),在允許50%性能降低的情況下,能夠?qū)/2通道故障動態(tài)容錯,在提高總線傳輸速率的情況下,有效地提高了總線系統(tǒng)的可靠性和安全性。 UM-BUS總線故障狀態(tài)下的動態(tài)重構(gòu)主要通過數(shù)據(jù)分組體系實現(xiàn)的。該體系可以自主地對并發(fā)通信通道的重新分配以及自主的根據(jù)通道有效情況將通信數(shù)據(jù)動態(tài)均衡地分配到健康的傳輸通道上。數(shù)據(jù)分組體系在UM-BUS協(xié)議層次中傳輸層實現(xiàn),也正是本文所要進行研究的主要內(nèi)容。本文從三個方面對UM-BUS傳輸層進行設(shè)計與實現(xiàn)： 第一,根據(jù)UM-BUS協(xié)議層次中物理層、MAC層以及處理層明確了傳輸層功能需求。該層次主要負(fù)責(zé)處理層數(shù)據(jù)包與物理層數(shù)據(jù)包的整合、交換工作,并能夠根據(jù)物理層通道的故障信息表,實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的自動整合與分組,使通信數(shù)據(jù)按字節(jié)均衡地分配到所有可用通道上進行傳輸,在提高傳輸效率的同時,實現(xiàn)對故障通道的自動屏蔽。 第二,根據(jù)UM-BUS的數(shù)據(jù)包格式以及各個層次功能模型,設(shè)計并實現(xiàn)了適用于UM-BUS的數(shù)據(jù)緩沖結(jié)構(gòu),承接處理層與傳輸層。采用4體異步FIFO結(jié)構(gòu),在簡化UM-BUS數(shù)據(jù)傳輸模型設(shè)計的同時解決了處理層數(shù)據(jù)包與傳輸層數(shù)據(jù)在異步時鐘下傳輸?shù)膯栴}。 第三,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了UM-BUS的數(shù)據(jù)傳輸管理模型,該模型通過4*32矩陣開關(guān)數(shù)據(jù)傳輸管理陣列對傳輸過程中的數(shù)據(jù)進行管理,并自主的選擇健康通道進行數(shù)據(jù)的傳輸操作,從而屏蔽無效通道,保證系統(tǒng)的可靠性。 本文設(shè)計、實現(xiàn)了UM-BUS傳輸層,并設(shè)計了針對傳輸層的測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對多種通道故障組合進行模擬測試。對于多種通道故障組合,傳輸層都能夠?qū)⒁獋鬏數(shù)臄?shù)據(jù)均衡、高效的分配到有效通道中,很好的完成數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)墓δ堋?br/>[Abstract]:With the development of technology and application requirements, embedded system is required to have higher reliability, security and supportability. Bus is an important foundation of embedded system architecture. It has an important impact on the performance, architecture, reliability and fault-tolerance of the system, aiming at the requirement of high reliability and high security of the embedded system in aerospace applications. We propose a dynamic reconfigurable high speed serial bus (UM-BUSN), which uses N- (鈮，

本文編號：1409149