基于ARC的HINOC2.0 SOC系统软件设计

摘要

高性能同轴电缆接入网（HINOC，High performance Network Over Coax）是在“三网融合”的背景下，面向下一代广播电视网（NGB）的发展需求，由我国自主设计研发的新型宽带接入技术。HINOC2.0技术可以充分利用现已铺设的同轴电缆资源，挖掘同轴信道优质的双向传输能力，为用户提供最高达1Gbps的宽带双向接入。2016年3月，HINOC2.0协议作为国家广播电视行业标准被发布。业界第一款千兆HINOC2.0 SOC商用芯片已于2016年3月研制成功，它集成了ARC CPU和HINOC2.0基带处理功能。基于该芯片，尽快研发功能完备、运行可靠的HINOC2.0商用系统，对于推动HINOC2.0的产业化具有重要的意义。
　　本文研究基于ARC CPU的HINOC2.0 SOC系统软件设计。首先，对HINOC2.0接入技术进行了整体介绍，包括组网方式、MAC层简介、测试样机软硬件架构、SOC芯片及SOC系统的工作机制等；其次，分析了系统软件需求，确定了无操作系统的软件移植方案，介绍了软件开发环境和软硬件协调设计，提出了HINOC2.0 SOC系统的软件整体框架和总体实现方案；然后，设计与实现系统软件板级支持层和应用层各功能模块，详细阐述了各模块的设计机制和实现方法，主要包括硬件访问、外设驱动、Bootloader、中断管理、定时器模块、接纳/维护、调试等模块。其中，硬件访问、外设驱动、Bootloader、中断管理等板级支持层程序为上层程序的实现提供支撑，HINOC2.0 MAC层程序主要由应用层定时器、接纳/维护、调试等模块配合来具体实现。最后，利用HINOC2.0 SOC系统搭建测试环境，并对所设计的HINOC2.0系统软件功能和HINOC2.0系统的性能进行了详细测试。系统软件功能测试表明，开发的各模块工作正常；HINOC2.0系统整体性能测试表明，SOC系统能够提供很好的网络性能，体现了系统软件设计的正确性和有效性。针对测试和软件开发中出现的问题，实现了半维护机制解决由于信道变化导致的网络运行不稳定问题，并改进了针对单频干扰的自适应功率控制机制等。本文工作验证了HINOC2.0 SOC系统软件设计的正确性，并为后续SOC系统的开发与完善打下了基础。

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第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2本文工作及内容安排

第二章 HINOC2.0接入技术概述

2.1 HINOC2.0协议简介

2.2 HINOC2.0 MAC层简介

2.3 HINOC2.0测试样机介绍

2.4 HINOC2.0 SOC系统简介

2.5本章小结

第三章 HINOC2.0 SOC系统软件需求分析及总体设计

3.1软件需求分析

3.2软件移植

3.3软件开发环境

3.4软硬件协同设计

3.5 SOC系统软件总体设计

3.6本章小结

第四章 HINOC2.0 SOC系统软件详细设计

4.1硬件访问

4.2 Bootloader程序

4.3外设驱动程序

4.4中断管理

4.5定时器模块

4.6接纳维护模块

4.7调试模块

4.8本章小结

第五章 系统软件测试与优化

5.1系统软件功能测试

5.2 HINOC2.0系统性能测试

5.3软件优化

5.4本章小结

第六章 工作总结与展望

参考文献

致谢

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