基于嵌入式系统的智能通信接口控制器的研制

摘要

光电望远镜是动态光电跟踪探测系统中的关键部件之一，用于完成对目标的捕获、跟踪及测量等任务。主控微机分系统是光电望远镜中的重要组成部分，负责控制和协调系统内部各分系统。然而分系统时序逻辑固有的复杂性，以及主控微机频繁的接口操作，会极大的影响主控微机对某些重要且较复杂算法的处理。另外，根据具体任务和实现条件，要求主控微机分系统具有一定的先进性和扩展性。因此，研制主控微机分系统的功能扩展设备来提高主控微机的性能是一项具有重要应用价值的课题。　　为确保主控微机分系统先进、实时和稳定等性能，以及满足不断增加和变化的测量任务的需求，为使主控微机分系统具有一定的功能可扩展性，本文采用了基于嵌入式系统的智能通信接口控制器的解决方案，及其实现的技术思想。即在硬件上采用先进的总线技术和大规模集成电路芯片组成的接口电路板，软件上采用嵌入式操作系统管理和控制外部设备的接口，把主控微机的从繁重的外设管理中解放出来，专门用于系统中的数据与信息处理，从而大大增加主控微机分系统的效率。并从硬件上实现了较多外部接口，具有很强的功能扩展性。

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1计算机接口技术

1.2智能接口技术

1.3嵌入式系统技术

1.3.1嵌入式系统的特点

1.3.2嵌入式系统的结构

1.3.3嵌入式系统设计的一些重要技术

1.4课题背景和研究意义

1.5论文研究的内容

2FPGA及PCI总线、CAN总线介绍

2.1可编程逻辑器件介绍

2.2 FPGA介绍

2.3 Xilinx FPGA结构和设计流程

2.4 PCI总线概述

2.5 PCI总线信号与数据传输规范

2.6 CAN总线概述

3项目总体设计

3.1功能需求

3.2功能规划

3.2.1嵌入式微控制器的选择

3.2.2 ARM920T处理器简介

3.2.3 AT91RM9200体系结构

3.2.4硬件平台其他模块的选择

3.2.5嵌入式操作系统的选择

4硬件系统设计

4.1硬件系统设计工具

4.2电源模块的设计

4.3时钟电路的设计

4.4复位电路的设计

4.5调试电路的设计

4.6 SDRAM的设计

4.7 Flash的设计

4.8 UART232电路设计

4.9 UART422电路设计

4.10 PCI电路设计

4.11 FPGA部分设计

4.12 CAN电路设计

4.13网络部分设计

4.14 USB部分设计

4.15扩展部分的电路设计

4.16系统参数分配表

4.17 PCB布线及仿真

4.17.1高速PCB板设计

4.17.2布线

4.17.3仿真结果

5系统硬件部分的调试

5.1硬件调试前的准备

5.2 AT91RM9200小系统的调试

5.3 PCI电路部分的调试

6软件系统设计

6.1 UBOOT的设计与实现

6.1.1 UBOOT设计说明

6.1.2 UBOOT的移植步骤

6.2 FPGA程序设计开发

6.2.1 ISE开发工具简介

6.2.2 VHDL语言

6.2.3 VHDL主要模块设计

7结论和展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间的主要研究工作

声 明

致 谢

附录1 AT91RM9200功能框图

附录2 PCI部分原理图设计

附录3 FPGA部分的电路原理图

附录4 智能通信接口控制器照片及说明