基于PCI总线的MVB网卡设计与实现

摘要

随着我国高速铁路客运的快速发展，满足列车通信网络(TCN，Train CommtmicationNetwork)标准的多功能车辆总线(MVB，Multifunction Vehicle Bus)产品的需求越来越大。因此，MVB网卡作为列车通信网络中的重要设备，有着极其广阔的市场前景。论文在分析MVB总线的基础上，提出了一种基于PCI接口的MVB网卡的设计方案，并给出了硬件实现及底层软件驱动程序。 本文首先介绍了列车通信网络的总体情况，重点研究了其中的多功能车辆总线相关部分。然后介绍了网卡EDA(Electronics Design Automation)开发环境，通过对软硬件开发的综合考虑，给出了基于ARM处理器AT91FR40162、Xilinx公司Spartan-II系列现场可编程门阵列(FPGA-Field Programmable Gate Array)XC2S200以及PCI9052接口芯片的网卡的整体设计方案。接着详细叙述了网卡的硬件设计与实现，包括MVB总线接口、ARM外围电路以及PCI接口的设计。通过对PCI总线规范的深入研究，首先给出了网卡在DOS下两种不同的底层驱动方式，然后给出了Windows下基于Giveio和WDM(windows Driver Model)的网卡驱动程序实现。另外，通过在实验室内对网卡总线信号接口进行了电磁兼容试验，验证了网卡硬件设计的可靠性，并对网卡的实际应用作了介绍。最后对本文工作做了总结，并对以后工作进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1列车通信网络简介

1.2MVB介绍

1.2.1MVB数据通信

1.2.2MVB设备的分类

1.2.3MVB物理层传输介质

1.3计算机系统总线发展概况

1.4课题的提出及意义

1.5论文的结构

2网卡硬件开发环境及整体设计

2.1网卡硬件开发环境

2.1.1EDA设计技术

2.1.2硬件开发工具及流程

2.2硬件平台的方案设计分析

2.2.1主体功能模块方案选取

2.2.2MVB总线接口的设计

2.2.3PCI总线接口设计方案

2.3PCI总线接口网卡的结构

3MVB网卡硬件设计

3.1MVB接口设计

3.1.1ESD+接口电路设计

3.1.2EMD接口电路设计

3.2ARM外围电路设计

3.2.1AT91FR40162介绍

3.2.2引导模式选择

3.2.3片内Flash编程电路

3.2.4ARM与FPGA和RAM硬件连接

3.3PCI接口设计

3.3.1基于PCI9052的硬件设计

3.3.2EEPROM的连接与设置

3.3.3板卡调试

3.3.4PCI接口的PCB设计

4PCI驱动程序

4.1DOS下PCI的访问

4.2Windows下PCI的访问

4.2.1Giveio实现下对PCI的访问

4.2.2WDM驱动程序

5网卡的电磁兼容性测试及应用

5.1网卡的抗扰度电磁兼容测试

5.1.1试验的方法及过程

5.1.2试验的结论

5.2网卡应用

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢