1394總線一開始作為實時傳輸高速串行總線,應用在電子商業(yè)和航空航天領域,隨著時間發(fā)展,越來越不能滿足航空系統(tǒng)對數據傳輸的要求。于是SAE組織對IEEE-1394b總線進行了一些裁剪和限定,有了確定性和可靠性的約束,從而形成了SAE AS5643關鍵協(xié)議。在速率方面,之前1394總線的最大傳輸速率只能達到400Mbps,本文的設計是基于光纖接口的AS5643協(xié)議傳輸,速率最大可以達到800Mbps,傳輸介質采用多模光纖,將電信號轉換為光信號進行數據傳輸,實現速率的提升。本設計利用FPGA實現AS5643協(xié)議處理模塊,該模塊實現總線協(xié)議的數據解析能力。并且用光纖接口代替民用接口,實現高速率的數據傳輸。設計中光纖接口采用的是Finisar公司的光電收發(fā)模塊,經過匹配網絡后的信號交給FPGA處理芯片處理實現基本的數據通信。本文重點是利用軟件完成對光纖1394接口卡設備的驗證方案,用于在地面環(huán)境下對1394總線進行仿真與測試。在接口卡的軟件詳細設計中,采用從上到下的軟件設計思想。軟件的設計主要指的是1394協(xié)議軟件,即包括傳輸層軟件和5643驅動層軟件。傳輸層屬于硬件驅動,直接控制芯片寄存器以及提供中斷機制等,它是直接被固化在被測試接口板卡的FLASH芯片中,系統(tǒng)上電復位后,光纖1394接口卡會自動運行傳輸程序的代碼,不斷查詢上層軟件下達的命令字或者是發(fā)送的數據,一但查詢到便開始解析并執(zhí)行該命令字,并返回相應的響應字或者接收相應的數據。5643驅動軟件則駐留于主機,為應用程序提供1394的API接口,將要發(fā)送的有效負載搬移至發(fā)送數據緩沖區(qū),將應用指定的接收消息從接收數據緩沖區(qū)搬移至應用指定的存儲空間,根據應用的要求獲取5643通信過程中的狀態(tài)信息。經過一系列的設計驗證和測試,光纖接口卡在實驗環(huán)境中已初步實現其功能,總線系統(tǒng)的通信測試穩(wěn)定且可靠,實現了速率為800Mbps的數據傳輸,同時增加了傳輸距離,進而驗證了 AS5643關鍵協(xié)議在軍事領域的重要性,為未來的發(fā)展提供了更多的可能和途徑。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP334.7
【部分圖文】：

而光纖傳輸能有效地解決銅介質傳輸存在的衰減和電磁干擾問題。而且ＡＳ５６４３逡逑協(xié)議也支持光纖作為傳輸介質，本次設計就是基于光纖進行信號傳輸。綜合以上概述逡逑１３９４總線［１３］的具體發(fā)展過程如圖１．１所示。逡逑１逡逑

從驅動軟件層到事務層再到鏈路層以及最后到達物理層。在異步事務中，數據消逡逑息需要經過事務層解析過濾才可以達到鏈路層，而實時事務卻不用經過事務層的處理逡逑直接由鏈路層、物理層達到總線或者子系統(tǒng)主機上。具體的通信機制如圖２．１所示。逡逑驅動軟件層逡逑總線管理接口邐｜異步事務接口邐｜等時事務接口逡逑？ｒＨ逡逑ＣＯ逡逑Ｓ逡逑＼｜／逡逑ｉ，邋ｊｉ邐＼逡逑總線（Ｔｒａｎｓｎｎｓｉ＿ｏｎ逡逑管理知邋＾逡逑｜等時資源逡逑管理器邋＼ｉ邋ＣＫＳ邋｜／邐邋Ｐ１邐邐逡逑ｎ邋ｎ邋＂邐４邋知逡逑￥邐＿邐—ｓ鏈路層逡逑行：ｐ邐＾接收包Ｉ發(fā)送包Ｉ時鐘控制逡逑馨桯邐ｉ逡逑理邐益邐邋邋Ｘ／邐邐逡逑Ｌ邐｜邐１邐｜同步１邐｜編碼解碼逡逑（邐＞邐物理層逡逑＿Ｉｐ邐介質接口邋Ｉ邐Ｉ邋ｂｕｓ初始化｜丨信號電平＿逡逑圖２．１邋ＡＳ５６４３協(xié)議總線架構逡逑物理層：這一層的主要功能是實現對總線數據的仲裁、同步、編碼和解碼、ｂｕｓ逡逑的初始化，輸出一定的信號電平，并且規(guī)定了介質接口和電氣特性。逡逑９逡逑

它屬于在橫向模式直接傳輸光信號的光纖。單模光纖運行在ｌＯＯＭ／ｓ或ｌＧ／ｓ的數逡逑據速率，傳輸距離至少可以達到５公里，通常情況下，單模光纖主要用于遠程信號傳逡逑輸，其階躍折射率如圖２．５所示。逡逑１４逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2808118