| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第14-19页 |
| 1.1 研究背景 | 第14-15页 |
| 1.2 研究现状 | 第15-17页 |
| 1.2.1 具有安全功能数控系统研究现状 | 第15-16页 |
| 1.2.2 安全总线研究现状 | 第16-17页 |
| 1.3 本文研究内容 | 第17-19页 |
| 第二章 安全系统及安全总线结构研究 | 第19-40页 |
| 2.1 功能安全基本概念 | 第19-32页 |
| 2.1.1 功能安全及安全标准 | 第19-21页 |
| 2.1.2 风险评估及安全等级 | 第21-30页 |
| 2.1.3 系统功能安全与信息安全 | 第30-31页 |
| 2.1.4 系统安全性与可靠性 | 第31-32页 |
| 2.2 安全相关系统 | 第32-35页 |
| 2.2.1 安全仪表系统 | 第32-34页 |
| 2.2.2 工控系统安全 | 第34页 |
| 2.2.3 数控系统安全 | 第34-35页 |
| 2.3 数控系统安全总线 | 第35-38页 |
| 2.3.1 总线安全功能 | 第35-37页 |
| 2.3.2 数控系统安全总线通信模型 | 第37-38页 |
| 2.4 本章小结 | 第38-40页 |
| 第三章 现场总线物理层光纤通信接口的设计 | 第40-52页 |
| 3.1 相关研究 | 第40-41页 |
| 3.2 系统结构及关键技术 | 第41-45页 |
| 3.2.1 异步FIFO缓存 | 第43页 |
| 3.2.2 8b/10b编码 | 第43-44页 |
| 3.2.3 过采样数据恢复 | 第44页 |
| 3.2.4 字对齐 | 第44-45页 |
| 3.3 模块及接口电路具体设计 | 第45-50页 |
| 3.3.1 时钟生成模块 | 第45-46页 |
| 3.3.2 发送部分 | 第46-47页 |
| 3.3.3 接收部分 | 第47-49页 |
| 3.3.4 光模块接口电路设计 | 第49-50页 |
| 3.4 综合仿真及结果分析 | 第50-51页 |
| 3.5 本章小结 | 第51-52页 |
| 第四章 支持冗余结构的现场总线光纤通信系统 | 第52-73页 |
| 4.1 基于帧转发的光纤通信系统 | 第53-64页 |
| 4.1.1 帧转发方式的设计 | 第53-58页 |
| 4.1.2 帧转发方式的实施及仿真测试 | 第58-62页 |
| 4.1.3 实验及性能分析 | 第62-64页 |
| 4.2 基于透明传输的光纤通信系统 | 第64-71页 |
| 4.2.1 透明传输方式的设计 | 第64-67页 |
| 4.2.2 透明传输方式的实施 | 第67-69页 |
| 4.2.3 透明传输方式的在线仿真测试 | 第69-71页 |
| 4.3 本章小结 | 第71-73页 |
| 第五章 数控系统总线应用层安全技术研究与实现 | 第73-91页 |
| 5.1 数控系统安全总线 | 第73页 |
| 5.2 安全总线机制 | 第73-78页 |
| 5.2.1 安全帧结构的设计 | 第74页 |
| 5.2.2 时间同步及时间窗机制 | 第74-75页 |
| 5.2.3 循环冗余校验 | 第75-77页 |
| 5.2.4 期待机制及冗余交叉检测 | 第77页 |
| 5.2.5 安全总线安全等级评估 | 第77-78页 |
| 5.3 系统剩余错误率的理论分析 | 第78-83页 |
| 5.3.1 出现e位错误的概率 | 第78-79页 |
| 5.3.2 子帧1和子帧2的出错位出现在相同位置的概率 | 第79-80页 |
| 5.3.3 循环冗余校验剩余错误率 | 第80页 |
| 5.3.4 预期机制的剩余错误率 | 第80-81页 |
| 5.3.5 使用多种安全技术后的综合剩余错误率 | 第81-83页 |
| 5.4 总线安全性能测试 | 第83-90页 |
| 5.4.1 实验环境介绍 | 第83页 |
| 5.4.2 通信延迟抖动测试 | 第83-85页 |
| 5.4.3 CRC校验测试 | 第85-88页 |
| 5.4.4 数据冗余策略测试 | 第88-90页 |
| 5.5 期待机制检错能力 | 第90页 |
| 5.6 本章小结 | 第90-91页 |
| 结束语 | 第91-93页 |
| 参考文献 | 第93-101页 |
| 发表学术论文及科研成果 | 第101-103页 |
| 致谢 | 第103页 |