基于ActelFPGA的1394总线控制节点逻辑设计与验证

摘要

近年来综合航空电子领域迅速发展，传统的IEEE1394B总线在性能和体系结构已不能满足航电系统对数据传输的时效性、确定性和稳定性的要求。经过 SAE组织对IEEE1394B总线的重新裁剪和限定，形成了目前更适合航电系统的 SAE AS5643协议，本设计是基于AS5643协议对航电系统总线控制节点的探索研究。
　　在研究分析AS5643协议的基础上，完成了一种基于FPGA实现的AS5643协议处理单元的设计，实现安全性和确定性更高、延迟更小的数据通信网络标准，提高了通信系统的容错能力和完整性。本设计完成了总线控制节点作为根节点的具体功能实现，正确完成与远程节点的信息交互，接收远程节点状态信息实现监控目的，从而保证整个系统正确运行。利用Veriolg硬件描述语言完成逻辑设计，使用模块划分方法完成设计的所有功能过程实现，完成1394总线控制节点正确通信机制的目标，包括初始化流程设计、工作状态设计、STOF消息的同步机制、节点与链路层之间的通信流程和特定消息的处理机制，提高了设计可读行和通用性，提高了排故效率使故障点更有针对性。在硬件设计过程中，采用 FLASH存储收发消息的相关配置信息，缩短了通信延迟时间。利用UVM验证方法学建立了验证平台，根据芯片手册的时序要求完成了包括PCI组件、LLC组件、计分板组件和参考模型的开发，并在Lunix操作系统下运行实现。UVM验证平台的高度自动化能力在很大程度上缩短了芯片的开发周期，降低了开发成本，实现了大规模随机化验证，成功完成了本设计的功能仿真验证工作。
　　本设计的科研工作验证了IEEE1394总线AS5643协议在航空电子领域的优越性，也对未来各种航空航天设备使用该协议作了有益的探索。

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第一章 绪论

1.1课题研究的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第二章 IEEE1394节点与SAE AS5643协议分析

2.1 节点和模块的结构

2.2 SAE AS5643协议

2.3 本章小结

第三章 1394总线系统结构设计

3.1 总线控制节点

3.2 主要功能描述

3.3 逻辑结构设计

3.4 体系结构

3.5 本章小结

第四章 1394总线控制节点逻辑设计

4.1接口信号描述和地址空间分配

4.2 节点详细功能描述

4.3节点内部模块设计

4.4 本章小结

第五章 仿真验证

5.1 System Verilog

5.2 UVM环境

5.3基于UVM的仿真验证

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1 研究结论

6.2 研究展望

参考文献

致谢

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