IEEE1394链路层控制芯片IP核的开发及IEEE1394总线可靠性的研究

论文摘要

随着航天技术的发展,对电子系统的星载总线提出了更高的要求。由于IEEE1394总线具有较高的综合性能,因此与其他总线相比更适合作为下一代星载高速数据总线。为了IEEE1394总线能应用于航天工程,我们开发了1394协议链路层控制芯片的IP核,并对IEEE1394总线的可靠性和容错性进行了一些研究。本文主要内容如下;1.首先对目前各种常用的总线进行了综合比较和分析,阐述了开发具有自主知识产权的IEEE1394协议控制芯片IP核的必要性和可能性;2.介绍了IEEE1394链路层控制芯片IP核的设计方案,以及各部分的功能及接口时序关系等;3.对完成RTL编码后的设计进行了仿真验证,给出仿真的过程以及一些重要的仿真波形;4.仿真验证完成后,对设计的链路层控制芯片进行了板级的综合测试;5.开发了可编程的IEEE1394总线检测芯片;6.对IEEE1394总线网络拓扑结构的可靠性进行了深入研究,对常见网络结构的可靠性进行了定性和定量分析,并提供了两种具有较高可靠性的网络集线器构建方案。7.对IEEE1394总线的容错性进行了简单的分析,重点讨论了物理层链路层接口的容错性设计,给出了一种可行的方案。开发具有自主知识产权的IEEE1394协议控制芯片IP核对突破国外对我国在航天高技术领域的封锁具有一定现实意义,对1394总线可靠性和容错性的研究,对于IEEE1394总线的空间应用具有一定的使用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 我国的航天器总线简介
• 1.2 新一代航天高速数据总线的开发
• 1.2.1 航天高速数据总线的需求
• 1.2.2 常见总线简介
• 1.2.3 多总线分析与比较
• 第2章 IEEE1394 简介
• 2.1 IEEE1394 的概述
• 2.2 拓扑结构
• 2.2.1 节点和模块体系
• 2.2.2 线缆环境拓扑结构
• 2.2.3 寻址
• 2.3 协议结构
• 2.4 数据包
• 2.4.1 物理层数据包
• 2.4.2 主数据包
• 2.5 总线仲裁
• 2.6 总线配置及管理
• 2.7 小结
• 第3章 链路层协议控制器的设计
• 3.1 基本功能
• 3.2 各模块的功能及设计
• 3.2.1 LinkCore 的设计
• 3.2.2 主机接口
• 3.2.3 DM 口
• 3.2.4 数据缓冲与路由
• 3.2.5 配置寄存器CFR
• 3.3 设计实现
• 3.4 小结
• 第4章 LLC 的仿真验证
• 4.1 Receiver 模块仿真
• 4.1.1 确认包接收仿真
• 4.1.2 物理层包接收仿真
• 4.1.3 自标识包接收仿真
• 4.1.4 等时包接收仿真
• 4.1.5 异步包接收仿真
• 4.1.6 循环开始包接收仿真
• 4.2 Transmitter 模块仿真
• 4.3 顶层模块仿真
• 4.3.1 测试平台
• 4.3.2 仿真验证
• 4.4 小结
• 第5章 LLC 的板级测试
• 5.1 测试方案
• 5.1.1 测试平台
• 5.1.2 测试环境
• 5.1.3 测试方案
• 5.2 主机接口的测试
• 5.2.1 接口信号的连接
• 5.2.2 接口时序测试
• 5.2.3 物理层寄存器读写测试
• 5.2.4 测试结果
• 5.3 ATF 发送数据包的测试
• 5.4 GRF 接收数据包的测试
• 5.5 DM 口收发数据包的测试
• 5.5.1 发送测试
• 5.5.2 接收测试
• 5.6 小结
• 第6章 可编程1394 总线监测芯片的设计
• 6.1 总线监测芯片的功能
• 6.2 总线监测芯片的设计
• 6.3 测试
• 6.4 小结
• 第7章 1394 网络拓扑结构的可靠性研究
• 7.1 概述
• 7.2 网络拓扑结构可靠性分析
• 7.3 两种容错设计
• 7.3.1 容错树状网络
• R 结构的容错网络'>7.3.2 CST_R结构的容错网络
• 7.4 端口扩展
• 7.5 小结
• 第8章 IEEE1394 总线容错性分析
• 8.1 1394 的容错性
• 8.2 物理层链路层接口的容错设计
• 8.2.1 物理层链路层接口
• 8.2.2 容错设计
• 8.3 小结
• 第9章 总结与展望
• 参考文献
• 在站期间发表论文
• 致谢