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交换机的MBUS管理模块的设计与实现

2020-12-03阅读(856)

交换机的MBUS管理模块的设计与实现

论文摘要

嵌入式设备已经深入到当今社会各个角落。从简单的MP3播放器,数码相机,到复杂的车载GPS导航系统,从日常生活中的移动电话,机顶盒到交通和通信领域的机器人和交换机及路由器,等等,都有开嵌入式设备的存在。随着各种设备体积不断扩大和结构越来越复杂,如何快速有效地管理这些设备又成为了一个新的课题。于是可以对这些设备的进行单独管理和控制的MBUS（Maintenance Bus维护总线）规范便被提出。文中所提到的MBUS管理模块是针对当今杭州H3C（华三通信）最新的基于Clos（无阻塞全速交换）架构的S12500系列交换机设计而成。MBUS模块扣在交换机的母板上,MBUS模块通过串行总线CAN（Controller Area Network控制器局域网）,I2C（Inter-integrated Circuit.集成间电路）,UART（Universal Asynchronous Receiver通用异步接收机）进行模块间的通信。主要完成线卡板和交换网板的电源上下电,温度控制,以及内部软件升级等重要的功能。论文从MBUS需求的相关背景开始介绍,包括与MBUS相关的概念和国内外应用状况。接着阐明了MBUS模块上使用的串行总线原理（包括CAN总线,I2C和RS232总线）以及实际使用的MBUS模块中硬件电路组成。然后针对硬件电路接口,实现了底层BootLoader程序和硬件接口驱动实现。硬件底层驱动程序主要包括硬件初始化,发送和接收处理以及中断服务程序。并且在底层驱动的基础之,实现上层软件功能和对通信协议的扩展几个部分。最后介绍了嵌入式系统上比较流行的ISP（In System Programming在系统编程）和IAP（In Application Programming在应用编程）原理。并且针对实际MBUS模块上使用的LPC2366,给出了IAP的实现具体方法。文中提到的串行总线原理和实现方法和针对LPC2366的编程方法在当今小型嵌入式设备上已经得到广泛的应用,因此文中给出的解决方案对于实际应用会有一定的参考价值。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 课题的背景
  • 1.2 国内外研究概况
  • 1.3 论文的主要研究内容
  • 1.4 论文研究的目的和意义
  • 1.5 MBUS 扣板外观布局
  • 1.6 论文的组织结构
  • 2 基于串行总线的MBUS 介绍
  • 2.1 CAN 总线介绍
  • 2.1.1 CAN 总线层次模型
  • 2.1.2 CAN 总线帧类型
  • 2.1.3 实际使用CAN 总线单元电路
  • 2.2 I2C 总线简介
  • 2.2.1 I2C 总线特点
  • 2.2.2 I2C 总线时序类型
  • 2.2.3 实际使用I2C 单元电路
  • 2.3 RS232 总线介绍
  • 2.3.1 RS232 接口的电气特性
  • 2.3.2 异步串口帧格式
  • 2.3.3 串行通信单元RS232 接口电路
  • 2.4 电源和看门狗硬件组成
  • 2.4.1 LPC2366 供电电路
  • 2.4.2 LPC2366 硬件看门狗
  • 3 MBUS 系统底层驱动程序设计
  • 3.1 LPC2366 小系统单元
  • 3.2 针对LPC2336 的 BootLoader 程序移植
  • 3.3 CAN 总线接口底层驱动
  • 3.3.1 CAN 总线控制器初始化
  • 3.3.2 CAN 接收中断功能服务例程
  • 3.3.3 CAN 发送报文接口
  • 3.4 UART 接口底层驱动
  • 3.4.1 UART 初始化
  • 3.4.2 UART 中断处理
  • 3.4.3 UART 发送处理
  • 3.5 I2C 总线接口底层驱动
  • 3.5.1 I2C 初始化
  • 3.5.2 I2C 中断处理例程
  • 4 MBUS 系统功能软件模块设计
  • 4.1 MBUS 的UART 通信控制模块设计
  • 4.1.1 主控板与主MBUS 之间UART 通信协议
  • 4.1.2 UART 报文格式
  • 4.1.3 MBUS 上UART 功能模块设计
  • 4.2 MBUS 上CAN 功能模块设计
  • 4.2.1 主从MBUS 之间的CAN 通信协议
  • 4.2.2 CAN 通信相关数据结构
  • 4.3 MBUS 上I2C 功能模块设计
  • 4.3.1 I2C 写操作接口
  • 4.3.2 I2C 读操作接口
  • 4.4 普通应用场景分析：主控板读取5 号槽位的LC 温度信息
  • 5 基于分片加载的IAP 功能的实现
  • 5.1 在线升级方法ISP 与IAP
  • 5.2 MBUS 实现IAP 方案
  • 5.3 IAP 功能接口的实现
  • 5.3.1 Flash 扇区选择
  • 5.3.2 Flash 扇区擦除
  • 5.3.3 Flash 读取启动扇区ID
  • 5.3.4 Flash 扇区写入
  • 5.3.5 Flash 扇区校验
  • 5.4 IAP 升级模块功能实现
  • 5.4.1 IAP 升级文件的传输方式
  • 5.4.2 IAP 升级流程
  • 6 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录

    • 相关论文文献

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