| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 1 绪论 | 第8-11页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第8页 |
| 1.2 数据采集系统的研究现状 | 第8-10页 |
| 1.3 研究内容及章节安排 | 第10-11页 |
| 2 系统从站整体设计方案 | 第11-22页 |
| 2.1 系统总体结构概述 | 第11-12页 |
| 2.2 系统从站总体结构设计 | 第12-13页 |
| 2.3 EtherCAT通信技术 | 第13-16页 |
| 2.3.1 EtherCAT运行原理 | 第13页 |
| 2.3.2 EtherCAT数据帧结构 | 第13-15页 |
| 2.3.3 EtherCAT报文寻址及通信模式 | 第15-16页 |
| 2.3.4 EtherCAT状态机机制 | 第16页 |
| 2.4 PCIe总线概述 | 第16-21页 |
| 2.4.1 PCIe总线技术特征及优势 | 第17页 |
| 2.4.2 PCIe总线体系结构 | 第17-20页 |
| 2.4.3 PCIe总线信号 | 第20-21页 |
| 2.5 本章小结 | 第21-22页 |
| 3 EtherCAT网络从站硬件设计及实现 | 第22-34页 |
| 3.1 PCIe通信模块电路设计 | 第22-25页 |
| 3.1.1 FPGA芯片选型 | 第23-24页 |
| 3.1.2 PCIe总线接口连接 | 第24-25页 |
| 3.1.3 FPGA与STM32电路设计 | 第25页 |
| 3.2 EtherCAT网络通信模块电路设计 | 第25-31页 |
| 3.2.1 微处理器STM32电路 | 第26-27页 |
| 3.2.2 从站控制器ET1100接口电路 | 第27-29页 |
| 3.2.3 STM32单片机与ET1100接口电路 | 第29-30页 |
| 3.2.4 网络物理层电路 | 第30-31页 |
| 3.3 系统电源设计 | 第31-33页 |
| 3.4 本章小结 | 第33-34页 |
| 4 EtherCAT网络从站软件程序设计 | 第34-52页 |
| 4.1 基于PCIe接口的数据传输设计及实现 | 第34-42页 |
| 4.1.1 PCIe IP硬核结构及例化 | 第35-40页 |
| 4.1.2 RXPROC模块接口设计 | 第40-41页 |
| 4.1.3 TXPROC模块接口设计 | 第41-42页 |
| 4.1.4 PCIe接口设计 | 第42页 |
| 4.2 FPGA数据传输程序设计 | 第42-46页 |
| 4.2.1 FPGA写数据程序设计 | 第43-44页 |
| 4.2.2 FPGA数据SPI传输程序设计 | 第44-46页 |
| 4.3 单片机程序设计 | 第46-48页 |
| 4.3.1 初始化程序 | 第46页 |
| 4.3.2 数据处理程序 | 第46-48页 |
| 4.4 EtherCAT网络从站驱动程序开发 | 第48-51页 |
| 4.5 本章小结 | 第51-52页 |
| 5 系统从站性能测试 | 第52-58页 |
| 5.1 PCIe总线性能测试 | 第52-53页 |
| 5.2 PCIe总线传输时序测试 | 第53-54页 |
| 5.3 FPGA程序传输时序测试 | 第54-55页 |
| 5.4 从站整体性能测试 | 第55页 |
| 5.5 从站通信性能测试 | 第55-57页 |
| 5.6 本章小结 | 第57-58页 |
| 结论 | 第58-59页 |
| 参考文献 | 第59-61页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第61-62页 |
| 致谢 | 第62-63页 |