| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 引言 | 第10-11页 |
| 1.2 空间机器人通讯总线研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.1 SERCOS总线 | 第11页 |
| 1.2.2 MIL-STD-1553B总线 | 第11-12页 |
| 1.2.3 CAN总线 | 第12-14页 |
| 1.3 高速通讯总线研究现状 | 第14-16页 |
| 1.3.1 IEEE-1394总线 | 第14页 |
| 1.3.2 航天光纤数据总线 | 第14-15页 |
| 1.3.3 光纤通道 | 第15页 |
| 1.3.4 LVDS总线 | 第15-16页 |
| 1.3.5 SpaceWire总线 | 第16页 |
| 1.4 本论文主要研究内容 | 第16-18页 |
| 第二章 空间机器人高速通讯总线系统总体设计 | 第18-24页 |
| 2.1 空间机器人高速通讯总线选择 | 第18-20页 |
| 2.1.1 空间机器人高速通讯总线需求分析 | 第18-19页 |
| 2.1.2 高速通讯总线之间性能对比 | 第19-20页 |
| 2.1.3 SpaceWire与传统通讯总线性能对比 | 第20页 |
| 2.2 高速通讯总线控制平台的选择 | 第20-21页 |
| 2.2.1 空间机器人控制器技术对比 | 第21页 |
| 2.2.2 基于SOPC的SpaceWire总线方案设计 | 第21页 |
| 2.3 高速通讯总线系统容错方案设计 | 第21-23页 |
| 2.3.1 “N+1”总线结构设计 | 第22页 |
| 2.3.2 信息冗余协议设计 | 第22-23页 |
| 2.3.3 软件冗余复位设计 | 第23页 |
| 2.4 本章小结 | 第23-24页 |
| 第三章 高速通讯总线控制器研究 | 第24-47页 |
| 3.1 SpaceWire总线标准 | 第24-29页 |
| 3.1.1 物理层 | 第24-25页 |
| 3.1.2 信号层 | 第25-26页 |
| 3.1.3 字符层 | 第26页 |
| 3.1.4 交换层 | 第26-27页 |
| 3.1.5 数据层 | 第27页 |
| 3.1.6 网络层 | 第27-28页 |
| 3.1.7 SpaceWire总线协议的容错性能 | 第28-29页 |
| 3.2 开源SpaceWire总线控制器 | 第29-37页 |
| 3.2.1 开源总线控制器接口研究 | 第29-33页 |
| 3.2.2 开源总线控制器内部逻辑研究 | 第33-37页 |
| 3.3 开源SpaceWire总线控制器功能仿真 | 第37-41页 |
| 3.3.1 链路状态机逻辑验证 | 第37-39页 |
| 3.3.2 错误检测及恢复逻辑验证 | 第39-40页 |
| 3.3.3 发送接收数据验证 | 第40-41页 |
| 3.3.4 发送接收时间码验证 | 第41页 |
| 3.4 开源SpaceWire总线控制器后端验证 | 第41-46页 |
| 3.4.1 综合实现 | 第41-43页 |
| 3.4.2 时序仿真 | 第43-44页 |
| 3.4.3 信号查看 | 第44-45页 |
| 3.4.4 时序检测与功耗分析 | 第45-46页 |
| 3.5 本章小结 | 第46-47页 |
| 第四章 高速通讯总线系统节点硬件研制 | 第47-58页 |
| 4.1 主要芯片选型 | 第47-50页 |
| 4.1.1 FPGA芯片 | 第47-48页 |
| 4.1.2 配置芯片 | 第48页 |
| 4.1.3 存储器芯片 | 第48-49页 |
| 4.1.4 SpaceWire驱动器、链接器 | 第49-50页 |
| 4.2 主要电路设计 | 第50-55页 |
| 4.2.1 FPGA芯片电路 | 第50-52页 |
| 4.2.2 配置下载电路 | 第52页 |
| 4.2.3 供电与时钟电路 | 第52-53页 |
| 4.2.4 SpaceWire总线接口电路 | 第53-54页 |
| 4.2.5 电路板器件汇总 | 第54-55页 |
| 4.3 硬件电路PCB绘制 | 第55-57页 |
| 4.3.1 PCB板基本布局 | 第55页 |
| 4.3.2 SpaceWire总线PCB要求 | 第55页 |
| 4.3.3 PCB版图验证分析 | 第55-57页 |
| 4.4 本章小结 | 第57-58页 |
| 第五章 高速通讯总线系统节点软件实现 | 第58-70页 |
| 5.1 FPGA上SOPC系统搭建 | 第58-61页 |
| 5.1.1 Leon3系统搭建 | 第58-60页 |
| 5.1.2 PowerPc系统搭建 | 第60-61页 |
| 5.2 总线控制器接口设计 | 第61-68页 |
| 5.2.1 AMBA、PLB总线研究 | 第61-62页 |
| 5.2.2 AMBA总线接口设计 | 第62-67页 |
| 5.2.3 SpaceWire开源总控制核移植 | 第67-68页 |
| 5.3 软件系统性能分析 | 第68-69页 |
| 5.3.1 资源使用情况 | 第68页 |
| 5.3.2 时序检测与功耗分析 | 第68-69页 |
| 5.4 本章小结 | 第69-70页 |
| 第六章 空间机器人高速通讯总线系统性能测试 | 第70-78页 |
| 6.1 搭建系统测试环境 | 第70-74页 |
| 6.1.1 移植RTEMS操作系统 | 第70-71页 |
| 6.1.2 编写SpaceWire总线驱动程序 | 第71-72页 |
| 6.1.3 编写Rtems系统下测试程序 | 第72-73页 |
| 6.1.4 编译运行测试程序 | 第73-74页 |
| 6.2 测试过程及结果 | 第74-77页 |
| 6.2.1 SpaceWire总线系统基本功能测试 | 第74-76页 |
| 6.2.2 SpaceWire通信速率测试 | 第76页 |
| 6.2.3 SpaceWire总线可靠性测试 | 第76-77页 |
| 6.3 本章小结 | 第77-78页 |
| 第七章 总结与展望 | 第78-79页 |
| 参考文献 | 第79-81页 |
| 附录1 | 第81-83页 |
| 致谢 | 第83-84页 |
| 攻读学位期间所获的学术成果 | 第84页 |
