| 摘要 | 第2-3页 |
| Abstract | 第3页 |
| 第一章 绪论 | 第11-28页 |
| 1.1 研究背景 | 第11-25页 |
| 1.1.1 总线与协议 | 第11-19页 |
| 1.1.1.1 计算机网络和协议 | 第11-12页 |
| 1.1.1.2 计算机网络协议 | 第12-13页 |
| 1.1.1.3 总线 | 第13-16页 |
| 1.1.1.4 总线协议 | 第16-19页 |
| 1.1.2 仪器总线 | 第19-23页 |
| 1.1.2.1 发展现状 | 第19-21页 |
| 1.1.2.2 现有仪器总线的不足 | 第21-23页 |
| 1.1.3 M-LVDS技术概述 | 第23-25页 |
| 1.1.3.1 LVDS技术简介 | 第23-24页 |
| 1.1.3.2 M-LVDS技术与网络式仪器总线 | 第24-25页 |
| 1.2 课题概况 | 第25-28页 |
| 1.2.1 课题的目的和意义 | 第25-26页 |
| 1.2.2 课题主要研究内容 | 第26-27页 |
| 1.2.3 课题的创新点和技术难点 | 第27-28页 |
| 第二章 总线硬件平台的设计 | 第28-50页 |
| 2.1 网络式仪器总线的体系结构 | 第28-37页 |
| 2.1.1 总线通信方式的选择 | 第28-34页 |
| 2.1.1.1 同步技术 | 第28-29页 |
| 2.1.1.2 时钟同步模式的选择 | 第29-33页 |
| 2.1.1.3 串行或并行传输 | 第33页 |
| 2.1.1.4 选择M-LVDS接收器类型 | 第33-34页 |
| 2.1.2 各类LVDS技术及适用的总线结构 | 第34-36页 |
| 2.1.2.1 各类LVDS技术 | 第34-35页 |
| 2.1.2.2 LVDS技术适用的总线拓扑结构 | 第35-36页 |
| 2.1.3 网络式仪器总线的体系结构 | 第36-37页 |
| 2.2 总线节点硬件设计 | 第37-41页 |
| 2.2.1 系统硬件框架 | 第37-39页 |
| 2.2.2 器件选择 | 第39-41页 |
| 2.2.2.1 LVDS／M-LVDS器件 | 第39-40页 |
| 2.2.2.2 其它器件 | 第40-41页 |
| 2.3 高速数字电路的信号完整性设计 | 第41-50页 |
| 2.3.1 概述 | 第41页 |
| 2.3.2 高速总线中常见的信号完整性问题 | 第41-43页 |
| 2.3.2.1 电磁干扰(EMI) | 第41页 |
| 2.3.2.2 串扰(Crosstalk) | 第41-42页 |
| 2.3.2.3 地平面反弹噪声(ground bounce) | 第42页 |
| 2.3.2.4 信号反射(Signal Reflection) | 第42-43页 |
| 2.3.3 终端匹配技术 | 第43-44页 |
| 2.3.4 LVDS的电路板布线原则 | 第44-48页 |
| 2.3.4.1 微带线和带状线 | 第44-45页 |
| 2.3.4.2 电路板介质 | 第45-46页 |
| 2.3.4.3 电路板的分层结构 | 第46页 |
| 2.3.4.4 走线间距 | 第46-47页 |
| 2.3.4.5 串扰和地平面反弹噪声的最小化 | 第47页 |
| 2.3.4.6 地平面层布线技巧 | 第47-48页 |
| 2.3.4.7 接头 | 第48页 |
| 2.3.5 小结 | 第48-50页 |
| 第三章 网络式仪器总线的协议设计 | 第50-70页 |
| 3.1 网络式仪器总线的协议分层结构 | 第50-51页 |
| 3.2 网络式仪器总线的物理层 | 第51-59页 |
| 3.2.1 M-LVDS标准TIA／EIA-899 | 第51-55页 |
| 3.2.1.1 概述 | 第51-52页 |
| 3.2.1.2 驱动器特性 | 第52-53页 |
| 3.2.1.3 接收器特性 | 第53-54页 |
| 3.2.1.4 总线逻辑判别电平 | 第54-55页 |
| 3.2.2 总线的编码和定时 | 第55-57页 |
| 3.2.2.1 总线编码 | 第55-56页 |
| 3.2.2.2 总线定时 | 第56-57页 |
| 3.2.3 总线媒体相关接口 | 第57-59页 |
| 3.2.3.1 传输介质 | 第57页 |
| 3.2.3.2 M-LVDS通信速率与通信距离的关系 | 第57-59页 |
| 3.3 总线数据链路层的设计 | 第59-69页 |
| 3.3.1 概述 | 第59页 |
| 3.3.2 典型数据链路层协议-HDLC简介 | 第59-62页 |
| 3.3.2.1 HDLC的特点 | 第60页 |
| 3.3.2.2 HDLC的协议结构 | 第60-61页 |
| 3.3.2.3 HDLC的透明性 | 第61页 |
| 3.3.2.4 HDLC控制器 | 第61-62页 |
| 3.3.3 网络式仪器总线的LLC子层 | 第62-63页 |
| 3.3.3.1 LLC子层功能 | 第62页 |
| 3.3.3.2 LLC帧结构 | 第62-63页 |
| 3.3.4 网络式仪器总线的MAC子层 | 第63-64页 |
| 3.3.4.1 MAC子层结构功能模型 | 第63-64页 |
| 3.3.4.2 MAC帧结构 | 第64页 |
| 3.3.5 M-LVDS线或逻辑的实现和总线的通信仲裁机制 | 第64-69页 |
| 3.3.5.1 线逻辑概述 | 第64-65页 |
| 3.3.5.2 M-LVDS线或逻辑的实现 | 第65-66页 |
| 3.3.5.3 网络式仪器总线的通信仲裁机制 | 第66-69页 |
| 3.3.5.4 网络式仪器总线的实时性 | 第69页 |
| 3.4 网络式仪器总线的应用层 | 第69-70页 |
| 第四章 总线管理 | 第70-78页 |
| 4.1 数据传输 | 第70-71页 |
| 4.1.1 总线寻址 | 第70-71页 |
| 4.1.2 数据传输的确认 | 第71页 |
| 4.2 流量控制 | 第71-73页 |
| 4.2.1 概述 | 第71-72页 |
| 4.2.2 网络式仪器总线的流量控制 | 第72-73页 |
| 4.3 差错控制 | 第73-78页 |
| 4.3.1 产生差错的原因 | 第73页 |
| 4.3.2 抗干扰编码 | 第73-76页 |
| 4.3.2.1 概述 | 第73-74页 |
| 4.3.2.2 CRC检错码的工作原理 | 第74-76页 |
| 4.3.3 差错控制 | 第76-78页 |
| 4.3.3.1 概述 | 第76-77页 |
| 4.3.3.2 网络式仪器总线的差错控制 | 第77-78页 |
| 第五章 总线管理器的FPGA实现 | 第78-90页 |
| 5.1 XILINX FPGA及其开发环境简介 | 第78-79页 |
| 5.1.1 XILINX FPGA | 第78页 |
| 5.1.2 XILINX ISE5.x开发环境 | 第78-79页 |
| 5.2 总线管理器的总体结构 | 第79-85页 |
| 5.2.1 总体结构 | 第79-80页 |
| 5.2.2 接口定义 | 第80-81页 |
| 5.2.3 寄存器定义 | 第81-85页 |
| 5.2.3.1 地址分配 | 第81-83页 |
| 5.2.3.2 控制器段 | 第83-84页 |
| 5.2.3.3 发送缓存器层 | 第84-85页 |
| 5.2.3.4 接收缓存器层 | 第85页 |
| 5.3 微控制器接口的设计 | 第85页 |
| 5.4 总线接口的设计 | 第85-88页 |
| 5.4.1 发送控制状态机的设计 | 第85-87页 |
| 5.4.2 接收控制状态机的设计 | 第87-88页 |
| 5.5 FIFO的设计 | 第88-90页 |
| 第六章 总线实验 | 第90-102页 |
| 6.1 总线一致性测试和互操作性测试 | 第90-94页 |
| 6.1.1 时钟总线的一致性测试 | 第90-91页 |
| 6.1.1.1 时钟总线的负逻辑输出 | 第90-91页 |
| 6.1.1.2 时钟总线的正逻辑输出 | 第91页 |
| 6.1.2 数据／控制总线的一致性测试 | 第91-93页 |
| 6.1.2.1 数据／控制总线的隐性输出 | 第92页 |
| 6.1.2.2 数据／控制总线的显性输出 | 第92-93页 |
| 6.1.3 互操作性测试 | 第93-94页 |
| 6.1.3.1 实验原理 | 第93页 |
| 6.1.3.2 实验结果和分析 | 第93-94页 |
| 6.2 网络式仪器总线通信功能的测试 | 第94-98页 |
| 6.2.1 帧结构 | 第95-96页 |
| 6.2.2 总线的非破坏性逐位仲裁 | 第96-97页 |
| 6.2.3 总线数据的收发 | 第97-98页 |
| 6.3 网络式仪器总线通信性能的测试 | 第98-102页 |
| 6.3.1 同步时序参数测量 | 第98页 |
| 6.3.2 眼图测试 | 第98-99页 |
| 6.3.3 通信性能实验 | 第99-102页 |
| 6.3.3.1 实验原理 | 第100-101页 |
| 6.3.3.2 实验结果及分析 | 第101-102页 |
| 第七章 总结和展望 | 第102-105页 |
| 7.1 研究总结 | 第102页 |
| 7.2 进一步研究 | 第102-105页 |
| 参考文献 | 第105-109页 |
| 硕士期间发表的学术论文 | 第109-110页 |
| 致谢 | 第110页 |
