基于以太网络的虚拟串行通讯软件开发

摘要

随着虚拟试验技术的不断发展，分布式虚拟仿真中各种实物串行通讯链路使系统组建受到硬件设备的限制，其虚拟化研究成为一种需要。本课题的目的在于在以太网的基础上实现各种串行通讯设备的虚拟模型，使用高速以太网替代各种实物总线进行数据传输，解决虚拟试验系统中串行通讯设备成本高，系统移植困难等问题。
　　本课题在深入分析GJB289A、RS422、ARINC429通讯协议和总线拓扑结构的基础上，提出了虚拟串行通讯系统的开放式框架，采用统一控制接口的方式有效解决了实物设备和虚拟设备的切换问题；提出了虚拟设备分层设计思想，使得设备模型逻辑结构清晰，维护更加方便。
　　在深入研究各种串行通讯总线数据传输特点的基础上，提出了虚拟总线资源统一管理，总线信息统一调度机制，分离了设备逻辑功能和具体数据传输的过程，简化了虚拟设备的设计实现。
　　本课题深入分析了软件实现精密时钟协议带来的同步精度问题，提出了一种基于PTP的局域网高精度时钟同步方案，通过构造高精度时钟，采取握手机制以及对测量结果进行处理，实现了局域网内亚毫秒精度的时钟同步，为分布式虚拟试验系统提供了可靠的同步时钟服务。
　　本文采用UML建模工具对软件的需求、静态结构和动态行为进行建模；在虚拟试验系统支撑软件平台下，采用微软新一代企业级开发平台——Microsoft Visual Studio.NET框架开发了GJB289A/RS422/ARINC429总线基于以太网的虚拟设备模型和应用层控制软件。
　　经过软件测试和实际使用表明，本软件实现了虚拟总线构建、管理、仿真等功能，软件运行可靠，用户界面友好。

目录

基于以太网络的虚拟串行通讯软件开发

DEVELOPMENT OF VIRTUAL SERIAL COMMUNICATION SOFTWARE BASED ON ETHERNET

摘　　要

Abstract

目　　录

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 课题的目的及意义

1.3 国内外研究现状及分析

1.4 主要研究内容及软件功能

1.5 本文结构

第2章 需求分析

2.1 功能分析

2.2 用户需求

2.3 本章小结

第3章 总体设计方案

3.1 串行通讯协议分析

3.2 系统结构分析

3.3 软件总体方案

3.4 本章小结

第4章 软件设计

4.1 虚拟资源管理器的设计

4.2 GJB289A虚拟设备的设计

4.3 RS422虚拟设备的设计

4.4 ARINC429虚拟设备设计

4.5 应用软件设计

4.6 本章小结

第5章 软件测试

5.1 测试技术

5.2 测试过程

5.3 测试结论

5.4 本章小结

结　　论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致　　谢