毕业论文网
本论文可用于嵌入式论文范文参考下载，嵌入式相关论文写作参考研究。
基于1394B总线的嵌入式高速数据传输体系在卫通中的应用
一、引言
侦察监视是无人飞行器的主要用途之一,飞行器平台能够携带可见光照相机、红外扫描器和雷达设备等,深入敌方阵地前沿和敌人后方,对敌方主要部署和重要目标进行实地实时的侦察,完成各种侦察和监视任务,通过卫星链路传回及时、准确的为指挥员提供战场情报.在进行图像数据处理和传输时,数据的大批量、高速、实时性对卫星通信系统的传输能力提出了更高的要求.
1394B 总线支持点到点的传输,具有可升级性,支持100M、200M、400M 和800M 传输率,单一总线支持63 个节点,最多可支持1024 条总线,从而可支持64K 的节点 数,而且它还具有支持热插拔、传输距离远、可扩展总线、即插即用等优点,能够较好的满足大容量卫星数据通信的需求.
二、嵌入式高速数据传输体系设计
2.1 传输体系总体设计
2.1.1 嵌入式微处理器
卫星通信系统中所用的嵌入式微处理器选用PowerPC 系列处理器,具有体积小、集成度高、可扩展性强、对实时多任务有很强的支持能力、较短的中断响应时间、功耗低等特点.整合了高性能RISC 微处理器的多功能通信处理器,可供多种用途（尤其是通信和网络系统）应用的多个通信外设控制器.
系统接口单元(SIU) 由内存控制器,60x-to-PCI 桥,设备控制接口（PCI）版本2.2,以及许多其它外设组成,这使得单个芯片能构成一个完整的系统.
2.1.2 1394B 接口设计
1394B 总线采用链路层控制器（LLC）和物理层控制器（PHY）解决方案,实现原理框图如图1 所示：
链路层控制器具备原生的PCI Core,满足版本2.2 规范,支持DMA 方式的数据传送.
物理层控制器提供3 个1394B 端口,3.3V 单一供电,符合1394B 协议标准,支持等时传输和异步传输,与链路层控制器实现无缝连接,具有较高的通信速率与可靠性.具有线缆电压监测功能,与链路层的接口支持.
2.1.3 嵌入式实时操作系统VxWorks
VxWorks 是一种高可靠、微内核、可裁减的实时嵌入式操作系统, 由于它具有高效 的实时任务调度、中断管理等优点, 成为了航空、航天、医疗、通信等领域首选的实时操作系统, 得到了广泛的应用.
2.2 系统总线配置
2.2.1 PCI 桥的配置
根据PCI 桥的工作原理的不同,可以把P2P 桥分为透明桥和非透明桥两种.
透明桥通常用于总线扩展.桥的二次侧的所有设备对一次侧的主系统是透明的.二次侧的所有设备只能由一次侧的主系统对其进行配置和控制.一次侧和二次侧的时钟必须同步,允许有固定的相位差.一次侧和二次侧的地址完全透明,在一次侧和二次侧之间的地址传递是直通模式,没有地址翻译.
非透明桥(non-transparent) 通常用于嵌入式智能I/O 板片.它连接两个独立的处理器域,二次侧的资源和地址对一次侧的主系统是不可见的.允许二次侧的主机处理器独立地配置和控制其子系统.一次侧和二次侧的时钟完全独立.一次侧和二次侧的地址完全独立,在一次侧和二次侧之间进行地址翻译.
CPU 地址空间和PCI 地址空间映射关系如图2 所示：
60x-to-PCI-bridge 为透明桥,用于60x 总线到PCI 总线的透明扩展,并具有仲裁功能,配置过程如下：
/* Standard GPCM */
*(VUINT32*)M8260_OR8(INTERNAL_MEM_MAP_ ADDR)等于PCI_INT_MEM_OR8_SETTING;
*(VUINT32*)M8260_BR8(INTERNAL_MEM_MAP_ ADDR)等于PCI_INT_MEM_BR8_SETTING;
/*Set outbound translation window adresses*/sysPciOutLong((UINT32*)(PCI_OUTBOUND_BASE_ADRS_REG0(immrVal)),
(CPU_PCI_MEM_ADRS>>12)&0xfffff);
sysPciOutLong((UINT32*)(PCI_OUTBOUND_TRANS_ADRS_REG0(immrVal)),
(PCI_MEM_ADRS>>12) & 0xfffff);
/* Set up inbound address translation registers */sysPciOutLong((UINT32*)(immrVal|PCI_INBOUND_
TRANS_ADRS_REG0),(PCI_LOCAL_MEM_BUS>>12) & 0xfffff);
2.2.2 PCI 设备驱动程序的设计
PCI 总线设备驱动的开发过程如下：
定义宏INCLUDE_PCI 使得BSP 中包含对PCI 总线的支持.标志配置类型的宏PCI_CFG_TYPE 可被赋于3 种值：PCI_CFG_FORCE,PCI_CFG_AUTO,PCI_CFG_NONE.
第一种赋值是静态配置,它要求程序员事先已经知道每个设备的地址和中断号,因此系统的扩展性受到限制,不支持系统对板卡的热插拔.第二种赋值是一般情况下的动态PCI 配置,这种配置是通过对PCI 总线的扫描来发现设备,并且动态进行存储或I/O 地址映射,此功能通过库pciConfigLib 来实现.
1. 利用供应商和设备标识确定设备得总线号、设备号和功能号,在系统中找到设备；
pciFindDevice(......)；
查找需要读取PCI 配置空间.在PCI 板卡中,有一组寄存器,叫“配置空间”(Configuration Space),用来存放基地址与内存地址,以及中断等信息.操作系统要跟据这个信息分配内存,并在分配成功后把相应的寄存器中填入内存的起始地址.对于中断的分配也与此类似.
2. 配置设备的PCI 基地址寄存器；
pciConfigInLong(......)；
3. 确定映射到系统中的设备的基地址；
PciConfigOutLong(......)；
通过基地址最后一位判断内存映射还是IO 映射,通过内存空间和I/O 空间两个空间可以访问PCI 的本地总线,内存空间的访问就类似于对普通内存的访问,I/O 空间的访问则类似于访问端口.
基地址寄存器表达所需空间容量的方法是把寄存器的基地址字段的若干个低位从硬件上接地,并通过调用PciConfigOutLong() 从PCI 总线向该基地址寄存器全部写1,然后再读回其值即为需要分配的空间大小.
4. 挂接中断；
5. 编写功能函数；
2.3 1394B 驱动程序实现
1394 设备有三种类型的寄存器:PCI 配置寄存器、OHCI 寄存器、内部物理寄存器, 如图3 所示.设备配置接口包含以下参数Device ID,Node Mode,Node ID,Int Num,Send Buffer Deep ,Receive Buffer Deep（同时生成2 路数据缓存队列和指针消息队列）,Device Base Addr,Datalength.配置过程如图3 所示.
三、结语
本文在结合VxWorks 和PCI 总线的特点的基础上,详细讨论了一种高速传输体系的设计,系统总线的配置,并实现基于PCI 总线接口的1394B 设备的初始化,指出了在具体设计的各个步骤中影响系统整体性能的注意事项,给出了一些可以提高系统实时性和可扩展性的建议.经过实验验证,系统在带宽和实时性的技术指标上表现优良,实现了卫星的高速通信.
嵌入式论文范文结:
关于本文可作为嵌入式方面的大学硕士与本科毕业论文嵌入式论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
1、嵌入式系统论文