FC航空電子測試接口的研究與實現(xiàn).pdf

1、伴隨著航空電子技術(shù)的持續(xù)更新?lián)Q代和我國航空工業(yè)的迅猛發(fā)展，機(jī)載航電設(shè)備的綜合程度和復(fù)雜程度不斷提升，光纖通道作為新一代航空總線具有高帶寬，高實時性，低延遲等特點，被廣泛應(yīng)用于各類航空電子設(shè)備中。
　　論文對航空電子環(huán)境下的光纖通道協(xié)議進(jìn)行了深入研究。并在此基礎(chǔ)上引入了FC-AE-ASM協(xié)議，并對其進(jìn)行了針對性分析。根據(jù)航空電子測試接口的功能與性能的需求，給出了FC光纖通道測試接口的總體設(shè)計，其中包括光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊、PCIE接

2、口控制模塊、主機(jī)驅(qū)動模塊和應(yīng)用層軟件模塊四個部分。硬件設(shè)計部分包括光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊和PCIE接口控制模塊，軟件設(shè)計部分包括主機(jī)驅(qū)動模塊和應(yīng)用層軟件模塊。
　　光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊主要實現(xiàn)光電信號的轉(zhuǎn)換和FC幀的收發(fā)。首先對光纖通信中的光模塊和高速串行傳輸中的GTX收發(fā)器進(jìn)行了分析與研究，然后提出了基于Xilinx系列FPGA IP核的光纖通道解決方案，對于IP核其中的關(guān)鍵模塊進(jìn)行了研究，包括鏈路控制模塊、MAC模塊、用戶接口模

3、塊、管理控制模塊和流量控制模塊。最后，對于FC核所實現(xiàn)的光纖通道鏈路功能（包括鏈路初始化協(xié)議，鏈路復(fù)位協(xié)議和鏈路故障恢復(fù)協(xié)議）以及FC核的管理控制接口模塊、用戶接口模塊、流量控制模塊，在Modelsim下進(jìn)行了功能仿真和分析。
　　PCIE接口控制模塊主要功能是將FC幀通過PCIE接口轉(zhuǎn)發(fā)至PC主機(jī)。首先對PCIE總線的體系結(jié)構(gòu)事務(wù)機(jī)制、幀格式、配置空間等進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)FC光纖通道測試接口的設(shè)計要求，提出了基于PCI

4、E IP核的DMA設(shè)計，給出了PCIE核的生成過程和DMA控制器的設(shè)計，并對DMA讀寫傳輸進(jìn)行了驗證。
　　主機(jī)驅(qū)動模塊主要實現(xiàn)PCIE接口部分的硬件驅(qū)動、FC高層協(xié)議功能的實現(xiàn)以及為應(yīng)用層軟件提供API接口。首先介紹了基于WinDriver的驅(qū)動程序的開發(fā)過程，然后分別介紹了驅(qū)動程序的硬件接口層、協(xié)議處理層和應(yīng)用接口層的設(shè)計。
　　應(yīng)用層軟件模塊實現(xiàn)了通過上位機(jī)對FC數(shù)據(jù)的收發(fā)控制。在驅(qū)動程序提供的API接口的基礎(chǔ)上，基于