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随着语音数字传输、图像处理和相控阵雷达等大量实时数据通信需求的出现,嵌入式电子信息系统呈现出多级分层、规模庞大的特点,而且对于系统内数据传输提出了高速实时处理的高要求。嵌入式硬件架构不断发展,RapidIO网络支持更丰富互联拓扑结构,支持小包传输,网络传输时延小,这些都使得RapidIO总线互联技术成为研究的热点,传统的基于RapidIO维护操作的静态配置过程在路由路径规划上仍存在不足,因此研究基于VPX架构的高速串行交换路由分配策略,主要的研究工作如下: (1)基于VPX架构高速串行交换系统的软硬件设计与实现,设计并实现了串行RapidIO交换模块、FPGA接口模块、光模块、VPX接口模块和电源模块等,本文的设计增加了交换板的数据吞吐量、提供了丰富的网络拓扑可能性;实现了控制模块功能设计、电压电流检测功能设计以及ⅡC配置功能设计,交换板的实现为后期验证静态路由分配策略提供了硬件平台。 (2)结合基于VPX架构下高速串行RapidIO系统ⅡC路由配置的局限,研究了通过RapidIO维护包进行网络路径静态枚举的过程以及其中核心算法——递归深度优先算法;研究了静态枚举的替代算法,提出了原有深度优先搜索算法和替代算法宽度优先搜索算法的适应性范围,宽度优先算法拥有比深度优先搜索算法更好的路由路径规划,并且算法会占用更短的时间;最后在雷达计算机系统中进行宽度优先搜索静态配置算法的验证。 (3)仿真实验模拟了在串行RapidIO网络中动态分配策略,比较了固定路由、链路状态路由算法、链路状态优化路由算法的路由效果,链路状态优化路由算法有更小的端到端平均延时,而且相对链路状态路由算法对网络中通讯路径状态变化响应更迅速。 通过VPX架构下在串行RapidIO网络中静态分配和动态分配策略的研究,网络中路径选择更加合理高效,从而降低系统通信时延、充分利用系统带宽,使得嵌入式计算机系统的性能得到充分利用。