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基于CPCI的Ethernet-V.35协议转换器设计

作　者: 范道威
导　师: 曲波
学　校: 苏州大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: V.35接口 以太网 CPCI总线 高级同步数据链路 直接数字合成技术
分类号: TP393.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 66次
引　用: 2次
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内容摘要


以太网(Ethernet)是一种计算机局域网组网技术,它是当前应用最普遍的局域网技术,在很大程度上取代了其它局域网标准。V.35接口是一种高速同步数据接口,用于6O～108kHz基群电路的48kbit/S数据远程传输的调制解调器设备标准。广泛运用在路由器,数据采集系统,多媒体视频终端,例如在银行联网,电力系统通讯,铁路通讯系统等对信息通讯要求高可靠性,高安全性的事业单位。因此完成上述两种不同接口的转换,对于实现以太网络与其它网络的互联,局域网的扩展等具有重大的现实意义。本课题的主要目标是在标准的内置CPCI板卡上面完成以太网接口到V.35接口的转换,从功能上看,课题可以划分为数据转换功能和CPCI接口通信功能。数据转换功能主要实现V.35接口数据到Ethernet接口数据的相互转换;CPCI接口通信功能则通过以太网控制器RTL8139C来实现,即利用RTL8139C构建了一个CPCI网卡。论文首先介绍了以太网技术、V.35通信接口与应用、CPCI总线特点及Ethernet-V.35转换器工作原理。重点介绍了系统硬件电路和软件的设计,硬件电路部分主要包括Ethernet-V.35转换模块,CPLD接口转换及时钟发生模块,V.35接口电平转换,CPCI网卡实现模块,MCU监控电路,PHY互联电路模块,串口通信等模块。文中还对PCB设计过程中需要注意的高速信号走线和电磁干扰问题也进行了探讨。软件部分主要包括ARM主控器的程序设计,V.35接口转换及Nx64K时钟发生器的VHDL设计,串口通信的软件设计等。论文的最后给出了实验测试结果,结果表明,该系统能够很好实现Ethernet-V.35协议转换,具有稳定性高、成本低的特点。

全文目录


中文摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-23
  1.1 选题背景  10-12
  1.2 以太网技术的发展  12-15
    1.2.1 以太网技术的历史  12-13
    1.2.2 以太网技术的现状  13-14
    1.2.3 以太网的原理  14-15
  1.3 V.35 通信接口简介及其应用  15-20
    1.3.1 V.35 通信接口简介  15-16
    1.3.2 接口电路和连接器  16-18
    1.3.3 接口互连  18-19
    1.3.4 V.35 通信接口的应用  19-20
  1.4 CPCI 接口总线规范  20-22
    1.4.1 CPCI 简介  20-21
    1.4.2 CPCI 的特点  21-22
  1.5 本文的任务和解决的问题  22-23
第二章 Ethernet-V.35 转换器原理  23-28
  2.1 V.35 接口与HDLC 之间的关系  23
  2.2 HDLC 协议  23-25
    2.2.1 HDLC 数据帧结构简述  23-25
  2.3 以太网帧格式简述  25-27
  2.4 HDLC 协议对以太网包的封帧与解帧  27-28
第三章 系统硬件设计  28-51
  3.1 系统方案的选择  28-30
  3.2 Ethernet-HDLC 转换电路设计  30-38
    3.2.1 RC7222 内部结构介绍  30-32
    3.2.2 RC7222 与以太网PHY 芯片的接口设计  32-34
    3.2.3 RC7222 与SDRAM 的接口设计  34-37
    3.2.4 RC7222 与监控器的接口设计  37-38
  3.3 HDLC 接口与V.35 接口的转换设计  38-39
  3.4 V.35 接口电平转换电路  39-41
  3.5 CPCI 接口电路  41-47
    3.5.1 PCI 总线信号定义  41-44
    3.5.2 CPCI 总线对PCI 的扩展  44-46
    3.5.3 RTL8139C 电路设计  46-47
  3.6 以太网收发器互连  47-48
  3.7 Layout 注意点  48-51
    3.7.1 高速电路设计的一些基本概念  48-49
    3.7.2 高速信号走线注意点  49-51
第四章 系统软件设计  51-59
  4.1 硬件描述语言VHDL  51-53
    4.1.1 概述  51
    4.1.2 基本结构及语法规范  51-53
  4.2 VHDL 语言设计流程  53
  4.3 开发工具  53-55
  4.4 V.35 接口逻辑程序设计  55-56
  4.5 V.35 接口时钟发生器设计  56-59
    4.5.1 数字频率合成器（DDS）的原理  56-58
    4.5.2 Nx64K 时钟产生  58-59
第五章 监控器软件设计  59-69
  5.1 RS-232 串行通信简介  59-62
    5.1.1 串行通信  59-61
    5.1.2 RS232 串行通接口  61-62
  5.2 RC7222 的网管接口  62-65
    5.2.1 寄存器介绍  62-63
    5.2.2 RC7222 命令帧格式  63-65
  5.3 ARM 的程序设计  65-69
    5.3.1 程序设计要求  65-66
    5.3.2 重要结构和函数  66-67
    5.3.3 监控程序流程图  67-69
第六章 实验与结论  69-75
  6.1 CPCI 网卡测试  69-72
    6.1.1 测试环境  69
    6.1.2 硬件识别测试  69-71
    6.1.3 CPCI 网卡通信测试  71-72
  6.2 Ethernet-V.35 转换器测试  72-73
    6.2.1 测试环境  72-73
    6.2.2 Ethernet-V.35 通信测试  73
    6.2.3 监控器测试  73
  6.3 结论  73-74
  6.4 课题展望  74-75
参考文献  75-78
攻读硕士学位期间公开发表的论文  78-79
附录1 RC7222 电路原理图  79-80
附录2 RC7222 与IP101A 接口电路图  80-81
附录3 RTL8139C 电路原理图  81-82
附录4 CPCI 接插件原理图  82-83
附录5 以太网物理层对接原理图  83-84
附录6 转换器实物图  84-85
附录7 CPLD 程序  85-89
致谢  89-90

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 局域网（LAN）、城域网（MAN） > 以太网
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