基于方舟CPU的网络计算机开发板设计

论文摘要

网络计算机(Network Computer),简称NC,是专用于高速网络环境下的一种计算机终端设备。它一般不需要硬盘、软驱及光驱等外部存储器,而是通过网络获取大部分资源,其所需要的应用程序和数据都存储在服务器上。随着网络技术的不断快速发展,网络计算机在众多的生产和生活领域中发挥着越来越重要的作用。这篇硕士论文就是围绕基于方舟CPU GT2000的网络计算机开发板设计展开的。 本文的第一部分是本论文的选题意义;第二部分分析了现有计算机应用存在的问题,提出了使用网络计算机解决这些问题;在第三部分,介绍了网络计算机的工作原理和工作模式,也提出了此设计所采用的软件结构;第四部分,通过分析网络计算机的几种典型应用,提出了网络计算机应具有的硬件资源;在第五部分中,通过考虑各种因素选择了方舟公司生产的GT2000作为此设计的CPU。由于方舟GT2000对外设的支持非常优秀,所以之后的设计工作都是围绕GT2000进行的。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 本论文选题的意义
• 1.2 本论文完成的工作
• 1.3 本论文的组织
• 第二章 网络计算机概述
• 2.1 用网络计算机技术解决现有计算机应用中存在的问题
• 2.1.1 企事业单位中计算机应用中存在的问题
• 2.1.2 用网络计算机解决现有计算机应用中存在的问题
• 2.2 网络计算机的研究现状及发展趋势
• 第三章 网络计算机的工作原理及其软件协议结构
• 3.1 网络计算机的工作原理和工作模式
• 3.2 本网络计算机采用的协议栈和软件结构
• 3.2.1 本网络计算机采用的协议栈
• 3.2.2 本网络计算机采用的软件结构
• 第四章 网络计算机的典型应用及对系统的需求
• 4.1 网络计算机在教育系统中的应用及对系统的需求
• 4.1.1 多媒体网络教室
• 4.1.2 电子阅览室
• 4.1.3 校务管理
• 4.1.4 本领域对系统的需求
• 4.2 网络计算机在办公自动化系统中的应用及对系统的需求
• 4.2.1 网络计算机在办公自动化系统中的应用
• 4.2.2 本领域对系统的需求
• 4.3 网络计算机在窗口行业服务平台中的应用及对系统的需求
• 4.3.1 网络计算机在窗口行业服务平台中的应用
• 4.3.2 本领域对系统的需求
• 4.4 网络计算机应具有的硬件资源
• 第五章 网络计算机硬件设计
• 5.1 本设计中网络计算机开发板硬件结构设计
• 5.1.1 网络计算机CPU的选择
• 5.1.1.1 选择 CPU的主要考虑因素
• 5.1.1.2 现有 CPU的比较
• 5.1.2 方舟 GT2000嵌入式 CPU介绍
• 5.2 基于方舟 GT2000的网络计算机终端的设计目标
• 5.3 网络计算机终端原理图设计
• 5.3.1 存储器设计
• 5.3.1.1 GT2000的 EMI总线接口
• 5.3.1.2 SDRAM存储器设计
• 5.3.1.3 静态存储器设计
• 5.3.2 PCI总线部分设计
• 5.3.3 时钟产生单元设计
• 5.3.3.1 GT2000的时钟产生单元
• 5.3.3.2 设计中用到的器件功能说明
• 5.3.3.3 时钟缓冲和复位电路设计
• 5.3.4 复位产生单元设计
• 5.3.4.1 GT2000的复位控制
• 5.3.4.2 设计中用到的器件功能说明
• 5.3.4.3 GT2000的复位部分设计
• 5.3.5 JTAG接口部分设计
• 5.3.6 DMA控制器部分设计
• 5.3.6.1 GT2000 DMA控制器
• 5.3.6.2 DMA部分设计
• 5.3.7 供电部分设计
• 5.3.7.1 电路板供电设计
• 5.3.7.2 GT2000内核供电设计
• 5.3.7.3 电源的去耦电容与地测试点
• 5.3.7.4 模拟、数字混合电源之间的单点接地
• 5.3.8 以太网接口部分设计
• 5.3.8.1 GT2000以太网控制器
• 5.3.8.2 设计中用到的器件功能说明
• 5.3.8.3 以太网接口设计
• 5.3.9 音频编解码部分设计
• 5.3.9.1 GT2000 AC97控制器
• 5.3.9.2 设计中用到的器件功能说明
• 5.3.9.3 用 ALC201进行音频部分设计
• 5.3.10 UART部分设计
• 5.3.10.1 GT2000的 UART控制器
• 5.3.10.2 设计中用到的器件功能说明
• 5.3.10.3 GT2000与 UART接口设计
• 5.3.11 智能卡部分设计
• 5.3.11.1 GT2000的智能卡控制器
• 5.3.11.2 设计中用到的器件功能说明
• 5.3.11.3 GT2000与智能卡接口设计
• 5.3.12 USB部分设计
• 5.3.12.1 GT2000的 USB控制器
• 5.3.12.2 设计中用到的器件功能说明
• 5.3.12.3 GT2000的 USB接口设计
• 5.3.13 I2C总线部分设计
• 5.3.14 IrDA部分设计
• 5.3.15 GPIO接口部分设计
• 5.3.16 CPU启动时的配置
• 5.4 开发板的 PCB设计与实现
• 5.4.1 建立封装库
• 5.4.2 在 PROTEL99SE的 PCB编辑环境下设计 PCB的步骤
• 5.4.3 本开发板 PCB设计的要点
• 5.4.3.1 本开发板 PCB设计一般原则
• 5.4.3.2 GT2000对开发板 PCB设计的特殊要求
• 5.4.4 开发板的设计与实现
• 5.4.5 开发板上可擦写器件的烧写
• 第六章 开发板的调试
• 6.1 调试环境的建立
• 6.1.1 建立硬件调试环境
• 6.1.2 建立软件调试环境
• 6.1.3 下载引导程序到开发板
• 6.2 开发板的调试
• 6.2.1 对基本模块的调试
• 6.2.2 对其它功能模块的调试和验证
• 总结
• 参考文献
• 附录
• 附录1 开发板原理图顶层图
• 附录2 ARCA2 EMI INTERFACE（外部存储器接口）
• 附录3 ARCA2 Peripheral Interface（外部设备接口）
• 附录4 ARCA2 PCI Interface（PCI接口）
• 附录5 Clock Buffers & Reset（时钟缓冲器和复位电路）
• 附录6 SDRAM MODULE（SDRAM模块）
• 附录7 Boot ROM & Emulator Header（启动 ROM和模拟器接头）
• 附录8 Arca2 GPIO INTERFACE（通用 I/O口接口）
• 附录9 General EMI Extended INTERFACE（外部存储器扩展接口）
• 附录10 EMI Normal Memory Buffers（外部存储器缓冲器）
• 附录11 PCI Slot 1-2（PCI插槽1-2）
• 附录12 PCI Slot 3-4（PCI插槽3-4）
• 附录13 Arca2 Power On Configuration Setup（上电配置设定）
• 附录14 AC’97 Audio Codec ALC201 & HEADPHONE（ AC’97音频编解码器）
• 附录15 Arca2-2c2 Ethernet PHY dm9161+ MII Bus（以太网 PHY 接口和 MII总线）
• 附录16 Arca-2c2 Ethernet MAG & RJ45（以太网电磁接口和 RJ45插槽）
• 附录17 Area2 UART-USB-IrDA-SmtCard-I2C memory（UART接口、USB接口、红外接口、智能卡接口和 I2C存储器接口）
• 附录18 Power Supply（开发板供电电路）
• 附录19 开发板 PCB图
• 致谢
• 攻读研究生期间发表过的论文