SpaceWire是最新的航天器數(shù)據(jù)總線技術(shù),憑借其高速、高可靠性、低功耗的特點,以及錯誤檢測和恢復(fù)能力得到航天強國的普遍關(guān)注,并顯示出廣闊的應(yīng)用前景。目前它已成功地為ESA的多個空間任務(wù)提供了服務(wù),我國的“風(fēng)云四號”也計劃采用SpaceWire技術(shù)。由此可見,若航天器采用SpaceWire接口,則其地面測控儀器設(shè)備必須具備與之對接的能力。但是,由于SpaceWire接口速度較高,普通測控總線很難與之帶寬匹配,針對此問題,本文提出一種以IP軟核實現(xiàn)SpaceWire節(jié)點,以橋路芯片和PCI總線接口IP軟核實現(xiàn)PCI Express總線4接口的開發(fā)方法,設(shè)計PCI Express總線SpaceWire接口卡。本文首先介紹了SpaceWire技術(shù)的背景、特點,以及SpaceWire與測控總線轉(zhuǎn)換器的研究狀況,然后對SpaceWire標準和PCI Express標準進行了分析。在此基礎(chǔ)上結(jié)合PCI Express總線的特點,提出了硬件平臺的總體設(shè)計方案,分析了SpaceWire接口、PCI Express總線4接口的設(shè)計方法。在固件設(shè)計過程中,本文重點討論了SpaceWire節(jié)點IP核的發(fā)送... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 SpaceWire 技術(shù)的應(yīng)用狀況及前景
        1.2.2 PCI Express 總線技術(shù)的研究狀況及前景
        1.2.3 SpaceWire 和測控總線接口卡研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題主要研究內(nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)
第2章 SpaceWire 和PCI Express 總線標準分析
    2.1 SpaceWire 技術(shù)分析
        2.1.1 物理層
        2.1.2 信號層
        2.1.3 字符層
        2.1.4 交換層
        2.1.5 SpaceWire 錯誤檢測和鏈路恢復(fù)
        2.1.6 鏈路連接斷開
    2.2 PCI Express 技術(shù)分析
        2.2.1 PCI Express 拓撲結(jié)構(gòu)
        2.2.2 PCI Express 事務(wù)
        2.2.3 PCI Express 設(shè)備層次架構(gòu)
    2.3 本章小節(jié)
第3章 PCI Express 總線SpaceWire 接口卡硬件設(shè)計
    3.1 需求分析
    3.2 研究方案
        3.2.1 SpaceWire 接口研究方案
        3.2.2 PCI Express 接口研究方案
        3.2.3 高速PCB 設(shè)計
    3.3 硬件方案設(shè)計
        3.3.1 SpaceWire 接口設(shè)計
        3.3.2 PCI Express 接口電路設(shè)計
        3.3.3 存儲功能電路的設(shè)計
        3.3.4 其它功能電路設(shè)計
    3.4 本章小結(jié)
第4章 固件詳細設(shè)計
    4.1 SpaceWire 節(jié)點IP 核設(shè)計
        4.1.1 核心控制器設(shè)計
        4.1.2 發(fā)送器設(shè)計
        4.1.3 接收器設(shè)計
        4.1.4 FIFO 模塊設(shè)計
        4.1.5 SpaceWire 接口IP 仿真測試
    4.2 64 位66MHz 的PCI 總線接口IP 核設(shè)計
        4.2.1 PCI 總線的信號定義
        4.2.2 66 位66MHz 的PCI 接口設(shè)計
        4.2.3 PCI 總線接口IP 核功能驗證
    4.3 固件程序的優(yōu)化方法
    4.4 本章小結(jié)
第5章 板卡的通信性能測試
    5.1 調(diào)試方法和問題分析
        5.1.1 調(diào)試方法
        5.1.2 主要調(diào)試問題分析
    5.2 測試與分析
        5.2.1 PCI Express 接口布線測試
        5.2.2 SpaceWire 接口性能測試
        5.2.3 PCI Express 接口傳輸性能測試
    5.3 接口卡硬件轉(zhuǎn)換效率性能測試
    5.4 本章小節(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄 PCI Express 總線SpaceWire 接口卡實物
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3234400