本文關(guān)鍵詞：UM-BUS傳輸層的設(shè)計(jì)與實(shí)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(jìn)步與應(yīng)用需求的發(fā)展,航空航天等應(yīng)用場(chǎng)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(gè)重要基礎(chǔ),對(duì)系統(tǒng)的性能、體系結(jié)構(gòu)、可靠性及容錯(cuò)能力都具有重要的影響。針對(duì)航空航天應(yīng)用場(chǎng)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(dòng)態(tài)重構(gòu)的高速串行總線(UM-BUS),它采用基于MLVDS信號(hào)傳輸方式的N(≤32)通道并發(fā)傳輸,通信速率可達(dá)6.4Gbps；采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),最多支持30個(gè)設(shè)備直接互連,支持遠(yuǎn)程存儲(chǔ)訪問(wèn),最遠(yuǎn)傳輸距離40m；并發(fā)通道相互冗余與動(dòng)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(dòng)態(tài)容錯(cuò),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(dòng)態(tài)重構(gòu)主要通過(guò)數(shù)據(jù)分組體系實(shí)現(xiàn)的。該體系可以自主地對(duì)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(dòng)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(shí)現(xiàn),也正是本文所要進(jìn)行研究的主要內(nèi)容。本文從三個(gè)方面對(duì)UM-BUS傳輸層進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的自動(dòng)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(jìn)行傳輸,在提高傳輸效率的同時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)故障通道的自動(dòng)屏蔽。 第二,根據(jù)UM-BUS的數(shù)據(jù)包格式以及各個(gè)層次功能模型,設(shè)計(jì)并實(shí)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(jiǎn)化UM-BUS數(shù)據(jù)傳輸模型設(shè)計(jì)的同時(shí)解決了處理層數(shù)據(jù)包與傳輸層數(shù)據(jù)在異步時(shí)鐘下傳輸?shù)膯?wèn)題。 第三,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了UM-BUS的數(shù)據(jù)傳輸管理模型,該模型通過(guò)4*32矩陣開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸管理陣列對(duì)傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,并自主的選擇健康通道進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸操作,從而屏蔽無(wú)效通道,保證系統(tǒng)的可靠性。 本文設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了UM-BUS傳輸層,并設(shè)計(jì)了針對(duì)傳輸層的測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對(duì)多種通道故障組合進(jìn)行模擬測(cè)試。對(duì)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(hào)：1409149