SpaceWire即插即用网络管理器设计

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:flexhansen
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随着国际航天技术的日益发展,SpaceWire总线已经逐渐取代传统航天总线,成为各国重大航天任务的首选接口方案。而为了应对繁重的航天任务,一种取自地面工业中的即插即用技术正悄然走进航天领域,为缩短研发周期、快速部署卫星、促进系统级模块可重用性提供了技术基础。SpaceWire总线作为网络型总线,可以实现即插即用技术,而网络管理器是网络中的主动控制设备,是即插即用核心技术所在。因此本文所设计的SpaceWire即插即用网络管理器,有着迫切的需求和实际的意义。本文分析并整理与SpaceWire即插即用技术相关的协议和草案,提出了SapceWire即插即用技术需求,包括通信层协议栈、网络模型架构、网络服务执行过程、通用即插即用接口、管理参数等关键技术,并给出了覆盖以上需求的网络管理器设计方案和实现方法。网络管理器的设计包括硬件、固件和软件三个部分。硬件设计选择以FPGA为核心的板级系统实现,带有USB2.0主机接口与上位机通信,采用自主研发的SpaceWire接口IP核,利用异步FIFO方案提升接口波特率,所有硬件IP核挂载在FPGA内部的Qsys系统中,利用NiosII软核处理器控制整个系统。固件设计则给出了衔接于SpaceWire硬件接口和网络之间的通用即插即用接口函数包,它是以远程存储器访问协议(RMAP)为基础,增加即插即用服务字段,通过地址映射的方式访问网络中的其他设备组件。软件设计是利用LabWindows开发上位机程序,初始化网络管理器,控制网络管理器的服务进程,包括网络发现、设备识别、链路配置以及服务订阅。最后,本文利用一个标准SpaceWire路由器和自研制的SpaceWire三轴加速度计组建了一个最小即插即用网络,在接口性能测试和网络功能测试两个层面对网络管理器予以验证。结果表明:本文设计的网络管理器可以覆盖SpaceWire母体协议和本文提出的即插即用服务需求,可以实现对整个网络的拓扑管理和服务配置。
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