基于SoC FPGA的IEEE 1394b接口数据传输与接收系统设计

摘要

新世纪以来，计算机通信技术改变了人们原有的生活方式。随着计算机和其外设数据传输速率的不断提高，现代高速接口替代了传统传输方式，成为了社会发展首选的信息载体。但随着技术发展，人们已经不满足现有的接口类型和接口传输速率。因此，IEEE1394b接口被提出并得到不断的发展。如今，该接口已经被广泛地应用在网络互联、硬件外设和航空航天等领域。
　　论文首先介绍了IEEE1394b接口的提出、发展现状和性能优势，并与传统的接口，例如USB，SCSI等作了对比，并给出了IEEE1394b接口详细的性能优势和本文系统设计的背景与意义。
　　其次，论文详细介绍了基于SoC FPGA的IEEE1394b数据传输与接收系统总体结构及设计方案，其中包括探测器信号调理板、数字板、SoC FPGA核心控制板和IEEE1394b接口板的设计方案。在此基础上给出了探测器信号调理板的整体布局以及其实现的功能，数字板如何将探测器板传输的模拟信号转为数字信号，如何采集无人机上行异步指令，以及如何将接收到的探测器、异步指令和温度传感器三部分数据组成完整数据帧，并介绍了相应的模块功能。另外，介绍了SoC FPGA开发板的布局与资源构成，并介绍了SoC FPGA的系统级优势和内部结构。最后，给出了IEEE1394b接口板方案设计，并介绍了IEEE1394b节点与模块体系、协议结构、总线数据传输、IEEE1394b数据包内容。
　　论文在SoCFPGA核心控制板软硬件设计部分介绍了包括基于SoC FPGA硬件开发流程，本系统设计的SoC FGPA硬件架构，基于SoC EDS的SoC FPGA软件开发流程，并给出了SoC FPGA核心控制板读写外设数据的方案设计。
　　论文在IEEE1394b接口板软硬件设计部分介绍了包括如何配置以太网芯片，如何配置PowerPC系统的网络接口硬件和软件，如何实现基于VxWorks操作系统多任务的设计和多任务间通信的功能设计，以及接口板操作系统的中断管理机制， IEEE1394b链路层和物理层的设计方案。
　　最后，论文验证了系统传输和接收数据功能，以及系统传输和接收数据的正确性和可靠性。

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第一章 绪论

1.1选题意义及背景

1.2本文主要工作

第二章 数据传输与接收系统总体结构与设计方案

2.1探测器信号调理板设计方案

2.2数字板设计方案

2.3SoC FPGA核心控制板

2.4IEEE 1394b接口板设计方案

2.5本章小结

第三章SoC FPGA核心控制板软硬件设计

3.1SoC FPGA核心控制板硬件设计

3.2基于SoC EDS的SoC FPGA软件设计

3.3本章小结

第四章IEEE 1394b接口板软硬件设计

4.1 PowerPC处理器以太网接口硬件设计

4.2 PowerPC系统网络接口软件实现方案

4.3IEEE 1394b接口板链路层设计方案

4.4IEEE 1394b接口板物理层硬件设计

4.5IEEE 1394b接口板启动

4.6本章小结

第五章 数据传输与接收测试

5.1系统硬件平台

5.2系统测试流程

5.3数据传输测试与结果验证

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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