基于Verilog语言的专用短程通信协议数据链路层的验证

摘要

信息技术带动经济快速发展的同时，也使得人民的生活方式变得更加灵活快捷。尤其在交通领域，人民对快捷灵活可靠的交通管理方式需求越发迫切，智能交通系统应运而生。我国2011年5月颁布的《交通运输“十二五”发展规划》明确提到“将积极引导建设、推广跨省市高速公路联网收费系统和区域联网不停车收费系统(ETC)，到“十二五”末，实现全国高速公路电子不停车收费平均覆盖率60％”。专用短程通信协议(DSRC)为智能交通系统提供一个动态的车辆管理平台，是智能交通系统中路侧单元与车载单元通信的重要保证。
　　本课题的工作目的是用硬件描述语言Verilog在XC3S500E芯片上对DSRC协议进行验证。验证的模块包括液晶驱动模块、CRC校验模块、UART模块、ASK调制解调模块、串并转换模块等等。
　　本课题主要完成了协议中的数据链路层、应用层部分的验证，对于物理层的开发没有全部完成。课题主要内容包括:ASN.1抽象描述语言表示通信各阶段，确定数据帧具体数值;典型的自项向下的设计流程，模块划分、综合测试、联合仿真;ISE搭建软件验证平台，Verilog编写源程序与测试程序，用Isim、Modelsim、Chipscope多种工具对子模块和系统进行仿真验证;用XC3S500E芯片的开发板、PC、串口连线、JTAG连线等硬件验证子模块和系统的正确性。
　　本篇论文的研究，为DSRC在FPGA上实现提供理论基础、程序基础与设计方法，并且在特定的条件下进行DSRC协议的仿真验证，得到了正确的结果。目前在智能交通领域各商家硬件均选择单片机，而本篇论文为DSRC协议在FPGA上实现进行研究，并得到了正确的结果。提供了另一种更优化的解决办法来提高智能交通DSRC设备的性能，具有一定的创新和实用价值。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景

1．2 研究的方法和预期结果

1．3 论文的构成

2 DSRC理论知识

2．1 无线通信技术

2．1．1 802．11系列

2．1．2 Bluetooth／蓝牙技术

2．1．3 UWB技术

2．1．4 IrDA／红外

2．1．5 HomeRF

2．1．6 小节总结

2．2 ETC系统基本概念

2．2．1 车载设备(OBE)

2．2．2 路边设备(RSE)

2．2．3 专用短程通信协议(DSRC)

2．3 DSRC协议国标要求

2．3．1 物理层

2．3．2 数据链路层

2．3．3 应用层

2．4 DSRC协议的ASN．1描述

2．4．1 BST数据帧的ASN．1描述

2．4．2 VST数据帧的ASN．1描述

2．4．3 GetSecure．request数据帧的ASN．1描述

2．4．4 GetSecure．response数据帧的ASN．1描述

2．4．5 TransferChannel．request数据帧的ASN．1描述

2．4．6 TransferChannel．response数据帧的ASN．1描述

2．4．7 SetMMI．request数据帧的ASN．1描述

2．4．8 SetMMI．response数据帧的ASN．1描述

2．4．9 Event_Report(Release)数据帧的ASN．1描述

2．5 本章小结

3 FPGA实现

3．1 模块划分

3．1．1 自顶向下的设计方法

3．1．2 系统框图

3．2 Verilog语言各模块仿真

3．2．1 液晶模块

3．2．2 CRC校验模块

3．2．3 UART串口通信模块

3．2．4 obu_st模块

3．2．5 并串转换模块

3．2．6 串并转换模块

3．2．7 RAM、ROM IP核仿真

3．2．8 ASK调制与解调模块

3．2．9 本章小结

4 模块的联合仿真与DSRC协议验证

4．1 时钟域

4．2 模块接口定义

4．3 输入部分模块联合仿真

4．4 OBU处理部分模块联合仿真

4．5 输出部分模块联合仿真

4．6 整个系统模块联合仿真结果

4．7 本章小结

5 结论

参考文献

附录A

附录B

作者简历

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