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有线电视网络双向通信网关的设计与实现 ——基于ARM7的接口协议的软件实现

2020-11-27阅读(238)

有线电视网络双向通信网关的设计与实现 ——基于ARM7的接口协议的软件实现

论文摘要

随着信息网络技术的高速发展,嵌入式系统正越来越广泛地应用于科学研究、军事技术、工程设计和消费类电子等方面。本论文是将嵌入式系统应用于广电行业,根据系统的要求,以ARM7处理器为核心设计了有线电视网络双向通信网关的整体方案,并完成了嵌入式软件的编程和调试,经过验证达到预定目标。采用ARM7为核心进行设计的原因是:功耗低,适合长时间不间断的带电运行的要求;体积小,具有较高的性价比,便于实现产品化。本文做的具体工作是:根据目前流行的uC/OS-II, Windows CE, Linux等嵌入式操作系统的特点和应用领域,特别是针对源码公开的Linux操作系统,成功实现了嵌入式Linux的操作系统的设计与移植;实现了移植环境的建立、启动代码（Bootloader）的移植与修改、嵌入式Linux的内核移植;完成了Linux文件系统的定制与移植,以及网卡驱动修改,协议转换软件的设计与编写等;给出了相关的设计思想和具体的实现方法。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 本课题研究意义
  • 1.2 国内双向网改造现状
  • 1.2.1 有线电视发展的机遇与挑战
  • 1.2.2 双向接入网改造原则
  • 1.2.3 有线电视业务对网络的需求
  • 1.2.4 双向接入网技术方案
  • 1.3 双向网通信系统组成
  • 1.3.1 系统总体结构
  • 1.3.2 GW2 内部通信模块
  • 1.4 本课题的主要研究内容
  • 第二章 双向网数据回传系统设计方案
  • 2.1 用户需求
  • 2.2 设计目标
  • 2.3 技术规范
  • 2.3.1 网关（2）概述
  • 2.3.2 通讯接口规则
  • 第三章 CATV 网络双向传输通信协议
  • 3.1 协议概述
  • 3.1.1 网元与通信
  • 3.1.2 应用数据分类
  • 3.1.3 通信数据流
  • 3.1.4 地址
  • 3.2 上行通信
  • 3.2.1 物理层
  • 3.2.2 链路层
  • 3.2.2.1 引导/控制帧
  • 3.2.2.2 数据帧
  • 3.3 下行通信
  • 3.3.1 轮询控制帧
  • 3.3.2 A 类数据帧
  • 3.3.3 B 类数据帧
  • 3.4 协议附加说明
  • 3.4.1 终端设备地址与网关初始化
  • 3.4.2 数据包的分片与组装
  • 3.4.3 帧校验说明
  • 第四章 VOD 业务以及相关协议
  • 4.1 概述
  • 4.2 通用通信协议
  • 4.2.1 通用消息格式
  • 4.2.2 通用通信通道消息
  • 4.2.2.1 通道建立
  • 4.2.2.2 通道关闭
  • 4.2.2.3 通道测试与状况
  • 4.2.2.4 意外通信丢失或通信意外中断
  • 4.2.2.5 不一致数据处理
  • 4.2.2.6 参数说明
  • 4.2.3 通信通道消息协议
  • Setup 消息：Client ? Server'>4.2.3.1 ChannelSetup 消息：Client ? Server
  • Test 消息：Server? Client'>4.2.3.2 ChannelTest 消息：Server? Client
  • Status 消息：Server? Client'>4.2.3.3 ChannelStatus 消息：Server? Client
  • Close 消息：Client ? Server'>4.2.3.4 ChannelClose 消息：Client ? Server
  • Error 消息：Server? Client'>4.2.3.5 ChannelError 消息：Server? Client
  • 4.2.4 消息参数类型值定义
  • 4.2.5 错误管理
  • 4.3 各模块间通信协议
  • ULS'>4.3.1 GW<=>ULS
  • 4.3.1.1 特定消息类型
  • 4.3.1.2 参数语义
  • 4.3.1.2 通道特定消息
  • 4.3.1.3 类型参数定义
  • 第五章 硬件平台的设计及网卡驱动修改
  • 5.1 核心控制芯片的选取
  • 5.2 ARM7 系列芯片EP7312 工作原理及特点
  • 5.2.1 EP7312 结构介绍
  • 5.2.2 EP7312 结构框图
  • 5.3 ARM7 网卡驱动的修改和移植
  • 第六章 嵌入式开发环境的设计与搭建及内核调试方法
  • 6.1 开发环境的搭建
  • 6.1.1 开发环境的选取
  • 6.1.2 GNU Tools 开发工具
  • 6.2 交叉编译环境的搭建
  • 6.2.1 交叉编译器（GNU CROSS COMPILER）
  • 6.2.2 boot loader 的选取
  • 6.2.3 微内核的选取
  • 6.2.4 文件系统的选取与创建
  • 6.3 内核以及应用程序的调试方法
  • 6.4 系统移植的硬件环境
  • 第七章 协议转换的软件设计与实现
  • 7.1 软件设计概述
  • 7.2 软件设计流程图
  • 7.2.1 主程序流程图
  • 7.2.2 子任务流程图
  • 7.3 文件内部各函数之间的调用关系图
  • 7.4 系统测试与验证
  • 第八章 总结
  • 8.1 工作总结
  • 8.2 遇到的问题及解决方法
  • 8.3 需要进一步研究的问题
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录A （引导/控制帧---上行通信）
  • 附录B（数据帧---上行通信）
  • 附录C（轮询控制帧---下行通信）
  • 附录D（A 类数据帧---下行通信）
  • 附录E（B 类数据帧---下行通信）

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