基于IEEE1394b数据光传输模块研制

摘要

目前，高速数据传输在航天军事领域需求越来越广泛，特别是基于武器系统或卫星平台的目标特征捕捉系统和数据采集系统。IEEE1394b是一种实时性强、可靠性高、应用广泛的高速串行总线，光传输技术具有良好的抗电磁干扰能力和传输距离长的优势，基于两者优势实现基于IEEE1394b数据光传输技术，适应当前数据传输嵌入式、高速、长距离和高实时性需求，具有广阔的应用前景。因此，本课题主要展开基于IEEE1394b数据光传输模块研制的工作。
　　本文首先对课题的技术指标展开详细的需求分析，并完成总体硬件和软件程序的方案设计。然后，模块以 FPGA为核心控制器，进行 IEEE1394b数据光纤传输硬件关键技术研究，包括采用片上系统构建 PCI总线控制器以实现IEEE1394b链路层接口控制，基于PSpice电路仿真实现IEEE1394b物理层电转光匹配电路等。针对在不同嵌入式系统中可方便移植的IEEE1394b数据驱动程序开发需求，在FPGA软核Nios II中实现基于描述符链表的DMA技术IEEE1394b数据驱动开发。同时，为了方便的实现所设计的模块功能测试与数据分析，完成基于LabWindows/CVI的上位机应用程序开发。课题在实现IEEE1394b数据光传输基础上，为解决 IEEE1394b总线不能进入光纤路由器组网的拓扑结构局限性，实现 IEEE1394b协议到FC协议映射的IP核开发，同时也实现 IEEE1394b总线与光纤通道总线的互连。最后根据课题模块的功能提出了合理的测试方案，对课题模块硬件和软件功能进行测试验证。
　　测试和验证结果表明，本课题研制的基于IEEE1394b数据光传输模块各部分硬件和软件程序之间可以正常的工作，各项功能满足设计任务的需求。

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第1章 绪 论

1.1课题背景及研究目的和意义

1.2 IEEE1394概述及相关技术研究现状

1.3光纤通道概述

1.4本文的研究内容与结构

第2章 模块总体方案设计

2.1设计需求分析

2.2总体方案设计

2.3本章小结

第3章 硬件关键技术研究

3.1硬件功能概述

3.2基于Pspice的光电匹配电路仿真

3.3基于片上系统的PCI总线控制器设计

3.4 IEEE1394b映射光纤通道IP核设计

3.5其它硬件设计技术

3.6本章小结

第4章 软件设计

4.1软件功能概述

4.2基于软核Nios II的IEEE1394b驱动程序设计

4.3应用程序设计

4.4本章小结

第5章 功能测试与分析

5.1测试环境

5.2测试方案

5.3嵌入式IEEE1394b光纤通讯测试结果分析

5.4 IEEE1394b映射光纤通道协议测试结果分析

5.5功能测试总结

5.6本章小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢