基于IEEE1588和实时以太网的自动测试系统

摘要

飞机测试系统有别于其他测试系统，通常采用分布式的测试框架，而且对测试系统的外总线的要求非常苛刻，它要求总线上的数据传输有实时性，并对带宽的要求较高。国内外不少系统都使用了专用的总线设计，但这些没有采用通用的传输介质会给各种系统集成带来麻烦。目前以太网是一种很流行的传输方式，但其传输具有不确定性，所以要利用以太网来实现外总线数据的传输的关键是解决其传输冲突的问题。没有冲突的以太网完全能胜任飞机测试系统环境，而且其技术成熟和成本低廉，发展迅速，可以为测试系统进一步发展提供良好的支持。 本文在对RTLinux平台的TCP/IP协议栈的原码进行研究分析后，在其原有的协议栈中加入了一种新的协议RCP(Real-timeControlProtocol)，RCP协议采用主/从模式，在固定的传输周期中使用分时槽的方式对数据传输进行限制。网络中—个采集器为主采集器，其他的是从采集器，从采集器只有收到数据请求，才能使用以太网进行数据传输，RCP用以实现对测试系统的采集器之间的通信过程进行控制，从而避免了冲突的发生，提高了系统的传输效率。该协议以内核模块的形式进行加载，保证了和原有TCP/IP协议栈的兼容，也就是说该系统可以和其他系统进行无缝的集成，也为系统的配置软件的编写提供了方便。 本文对飞机测试系统外总线进行综合分析后，并在理解了IEEE1588的时钟同步原理的基础上，对IEEE1588进行了裁减，并将裁减后的IEEE1588协议应用到各数据采集器的同步策略中，使各采集器之间能达到精确的时间同步，进一步提出了在主/从方式的测试系统中实现完整IEEE1588的扩充同步方案。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2现场总线测控系统与以太网测控系统的比较

1.2.1现场总线测控系统

1.2.2以太网测控系统

1.3飞机测试系统现状概述

1.4论文结构

第二章相关理论与技术

2.1 IEEE1588在测试系统中的应用

2.1.1 IEEE1588原理

2.1.2同步原理

2.1.3 IEEE1588的时间检测点

2.2基于以太网的实时通信实现机制

2.3实时操作系统的实现方法

2.4.基于Linux核心的实时操作系统实例

2.4.1 KURT

2.4.2 RTLinux

第三章飞机测试系统设计概要

3.1系统概述

3.1.1系统结构

3.1.2系统体系结构

3.1.3系统实现策略

3.1.4系统主要性能参数

3.2外总线设计概要

3.2.1实时模式

3.2.2实时控制层地址

3.2.3错误处理机制

3.3.内总线设计概要

3.3.1内总线信号

3.3.2插槽编码及片选

3.3.3时序及总线数据收发控制

3.3.4功能板的识别

第四章基于RTLinuxX操作系统的实时以太网的实现

4.1.嵌入式RTLinux操作系统的实现及性能检测

4.1.1实现步骤

4.1.2性能检测

4.2外总线协议的实现

4.2.1 Linux TCP/IP协议栈实现原理

4.2.2数据传输过程

4.2.3 RCP网络协议栈的构建

4.2.4 RCP网络协议栈的实现

4.2.5收发过程

4.2.6添加时间戳

4.3 IEEE1588在外总线中的实现方案

4.3.1对IEEE1588协议进行裁减

4.3.2裁减后的IEEE1588的实现

第五章结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果