输入输出接口处理系统的设计及实现

论文摘要

在当今先进作战飞机的航空电子系统中,正日益广泛地采用了集中控制和综合显示技术。综合显示处理机作为航空电子系统控制和管理的核心,负责各种接口信号的处理,实现各种串行数据的协议通讯和数据的采集输出,其质量和技术关系着航空电子技术的发展。在综合显示处理机中,由于涉及了较多的输入/输出接口应用,因此它的可靠性及综合显示控制将是系统平台设计中的首要问题。本论文首先根据综合显示处理机对输入输出接口处理系统的需求,开展了深层次的系统分析。在对各通信协议进行了深入的研究探讨的基础上,对比了传统方案和本研究方案这两种方案的优缺点,通过充分论证和试验,最终确定了基于MPC860为核心的输入输出接口处理模块的新方案。然后对基于MPC860为核心的输入输出接口处理模块方案中所运用到的接口、协议、功能做了详尽的阐述,为方案的选择提供了坚实的依据。最后依据基于MPC860为核心的输入输出接口处理模块方案需求和硬件产品,对输入输出系统进行了详细的设计,包括系统设计、硬件设计和软件设计,并按照设计方案实现了该系统。从最终的测试结果可以看出,基于MPC860为核心的输入输出接口处理模块方案在先进性、可靠性、测试性、系统扩展性等方面都达到了综合显示处理机的性能要求,并极大地改善和提高了综合显示处理机的整体性能,为作战飞机的质量添砖加瓦。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 国外研究现状
• 1.2 国内研究现状
• 1.3 课题来源与研究的主要内容
• 1.4 本篇文章结构
• 第二章 需求分析
• 2.1 功能需求
• 2.2 外部接口需求
• 2.3 环境需求
• 2.4 性能需求
• 2.5 数据需求
• 2.6 IOP 数据元素要求
• 2.7 设计约束
• 2.8 软件合格性因素
• 2.9 合格性需求
• 2.10 本章小结
• 第三章 基于嵌入式系统的输入输出接口系统设计方案
• 3.1 系统设计的主要任务
• 3.2 基于单 PowerPC 内核的模块设计方案
• 3.2.1 硬件组成框图
• 3.2.2 详细分析
• 3.3 基于MPC860 处理器的模块设计方案
• 3.3.1 硬件组成框图
• 3.3.2 详细分析
• 3.4 两者优缺点比较
• 3.5 本章小结
• 第四章 显示总线通信协议设计
• 4.1 链路结构
• 4.2 物理层
• 4.2.1 电气特性
• 4.2.2 总线定时
• 4.3 逻辑链路控制
• 4.3.1 HDLC 帧结构
• 4.3.2 无效帧
• 4.4 显示总线通信协议层
• 4.4.1 逻辑链路的建立
• 4.4.2 信息传输过程
• 4.4.3 逻辑链路的释放
• 4.4.4 DPU 发送帧的信息段
• 4.4.5 DU 发送帧的信息段
• 4.5 显示器通道选择
• 4.6 本章小结
• 第五章 串行总线通信协议设计
• 5.1 物理结构与数据格式
• 5.2 总线通信要求
• 5.3 命令和应答
• 5.4 通讯故障
• 5.5 本章小结
• 第六章 基于嵌入式系统的详细设计及实现
• 6.1 硬件设计方案
• 6.2 布局布线
• 6.2.1 元件布局基本规则
• 6.2.2 元件布线规则
• 6.3 软件设计
• 6.3.1 软件总体设计
• 6.3.2 模块的启动地址
• 6.3.3 系统的BSP 配置
• 6.3.4 IOP 软件结构
• 6.3.5 系统状态和模式
• 6.3.6 内存和进程时间分配
• 6.4 本章小结
• 第七章 模块调试和测试结果
• 7.1 模块的调试和测试环境
• 7.2 模块的调试过程
• 7.3 模块的接口测试结果
• 7.4 功能测试
• 7.5 环境测试
• 7.6 主要接口性能测试
• 7.6.1 显示总线的测试
• 7.6.2 串行总线的测试
• 7.6.3 CPCI 总线测试
• 7.6.4 离散量采集和模拟量采集
• 7.6.5 以太网测试
• 7.7 本章小结
• 第八章 结束语和展望
• 8.1 本文工作回顾
• 8.2 成果及意义
• 8.3 存在的不足和展望
• 参考文献
• 附录 1 IOP 软件的数据流程图
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的论文