本文關(guān)鍵詞：基于SoPC的光纖1394網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

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【摘要】：SoC的概念已日益普及,而隨著FPGA技術(shù)的迅速發(fā)展,SoPC作為一種特殊的嵌入式微處理器系統(tǒng),融合了SoC和FPGA各自的優(yōu)點(diǎn),并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程、可裁減、可擴(kuò)充、可升級(jí)的功能,已逐漸成為一個(gè)新興的技術(shù)方向。IEEE-1394總線是近年來發(fā)展迅猛的一種高速串行總線,該總線具有發(fā)展迅速、傳輸速率高、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。而光纖通信技術(shù)憑借信息承載量更大、抗干擾能力很強(qiáng)、信號(hào)損耗少和安全穩(wěn)定等特點(diǎn)在通信領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合以上各自的特點(diǎn),提出此課題——基于SoPC的光纖1394網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。本文首先介紹了光纖1394的優(yōu)勢(shì),分析了IEEE-1394國內(nèi)外的現(xiàn)狀及本文的選題背景和意義,引出論文的題目。概述了IEEE-1394協(xié)議,明確了協(xié)議的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)通信、包格式。其次,從架構(gòu)的方面闡述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、端口信號(hào)、地址分配等。接下來寫了光纖1394 FPGA開發(fā)流程和實(shí)現(xiàn),詳細(xì)講了Xilinx公司EDK軟件的開發(fā)流程及AS5643協(xié)議處理模塊、PCIE主機(jī)接口和DMA模塊的實(shí)現(xiàn)。最后,就是對(duì)本次FPGA開發(fā)功能的驗(yàn)證和測(cè)試,從波形、日志文件等方面來確定達(dá)到需求。也在本文中肯的闡述了此次開發(fā)的不足,同時(shí)看到了IEEE-1394總線光明的未來,更堅(jiān)定了對(duì)1394總線研究并應(yīng)用的決心。本課題在完成整個(gè)SoPC開發(fā)的基礎(chǔ)上將1394協(xié)議處理模塊通過SFP光電轉(zhuǎn)換模塊與光纖的通信,不僅提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群驮黾訑?shù)據(jù)的傳輸量,而且減少了數(shù)據(jù)在傳輸過程中衰減,使數(shù)據(jù)能夠在不加中繼器的情況下傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn),更適應(yīng)未來要求更高的工作環(huán)境。AS5643協(xié)議處理模塊是本課題的設(shè)計(jì)核心,為滿足航空電子系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬、確定性和實(shí)時(shí)性等性能的要求,在對(duì)IEEE-1394b協(xié)議進(jìn)行了一系列的裁剪和限定的情況下提出的。其中各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交互的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)移方式是本課題設(shè)計(jì)的核心。在課題實(shí)驗(yàn)過程中使用400M PHY芯片,達(dá)到高速的數(shù)據(jù)傳輸,并且遠(yuǎn)距離傳輸。
【關(guān)鍵詞】：SoPC IEEE-1394 FPGA EDK 高速串行
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN253;TN47;TN929.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 縮略語對(duì)照表11-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 IEEE-1394簡介15
• 1.2 光纖1394優(yōu)勢(shì)15-16
• 1.2.1 同并行總線的比較15-16
• 1.2.2 同USB串行總線的比較16
• 1.2.3 同普通電纜1394的比較16
• 1.3 IEEE-1394國內(nèi)外現(xiàn)狀16-17
• 1.4 論文選題背景和意義17
• 1.5 論文主要工作及內(nèi)容安排17-19
• 第二章 IEEE-1394協(xié)議概述19-25
• 2.1 IEEE-1394協(xié)議結(jié)構(gòu)19-21
• 2.1.1 事務(wù)層20
• 2.1.2 鏈路層20
• 2.1.3 物理層20-21
• 2.2 數(shù)據(jù)通信21-22
• 2.3 基于AS5643協(xié)議的IEEE-1394總線的包格式22-23
• 2.3.1 異步流包22
• 2.3.2 STOF包22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 第三章 光纖1394 FPGA的簡介25-39
• 3.1 光纖1394 FPGA功能概述25-27
• 3.1.1 AS5643協(xié)議處理模塊25
• 3.1.2 PCIE主機(jī)接口與DMA模塊25-27
• 3.2 光纖1394 FPGA系統(tǒng)架構(gòu)概述27-28
• 3.3 光纖1394 FPGA邏輯結(jié)構(gòu)概述28
• 3.4 端口信號(hào)概述28-31
• 3.4.1 時(shí)鐘和復(fù)位及配置信號(hào)接口28-29
• 3.4.2 PCIe主機(jī)接口29
• 3.4.3 GPIO通用輸入輸出接口29
• 3.4.4 1394事務(wù)層及鏈路層接口29-30
• 3.4.5 1394 PHY接口30-31
• 3.5 地址空間分配31-32
• 3.5.1 PPC440處理器可訪問的地址空間31
• 3.5.2 PPC處理器可訪問的DCR地址空間31-32
• 3.6 硬件接口和時(shí)序32-38
• 3.6.1 PCIE總線接口時(shí)序32-34
• 3.6.2 鏈路層IP接口時(shí)序34-37
• 3.6.3 UART接口時(shí)序37
• 3.6.4 PLB總線接口時(shí)序37-38
• 3.7 本章小結(jié)38-39
• 第四章 光纖1394 FPGA開發(fā)與設(shè)計(jì)39-59
• 4.1 AS5643協(xié)議處理模塊的設(shè)計(jì)39-52
• 4.1.1 寄存器調(diào)度模塊40-45
• 4.1.2 鏈路層芯片接口控制模塊45-50
• 4.1.3 DMA控制模塊50
• 4.1.4 發(fā)送/接收FIFO50-52
• 4.2 SFP光模塊選型與論證52-53
• 4.3 IEEE 1394B三端口電纜收發(fā)器53-54
• 4.4 標(biāo)準(zhǔn)IP功能和外設(shè)接口模塊54
• 4.5 光纖1394SoPC開發(fā)流程54-58
• 4.5.1 EDK的介紹54-55
• 4.5.2 EDK設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)流程55-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 第五章 光纖1394 FPGA功能驗(yàn)證和測(cè)試59-75
• 5.1 虛擬平臺(tái)仿真驗(yàn)證59-73
• 5.1.1 虛擬平臺(tái)的搭建59-62
• 5.1.2 驗(yàn)證工具62
• 5.1.3 驗(yàn)證方案62-66
• 5.1.4 典型驗(yàn)證用例及仿真波形66-71
• 5.1.5 仿真的覆蓋率71-73
• 5.2 FPGA平臺(tái)測(cè)試73-74
• 5.2.1 概述74
• 5.2.2 測(cè)試流程74
• 5.3 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 總結(jié)75
• 6.2 不足與展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-79
• 致謝79-81
• 作者簡介81-82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：562916