基于rapidio的高速数据传输系统的设计与研究

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1、分类号密级中国地质大学（北京）硕士学位论文基于RapidIO的高速数据传输系统的设计与研究研究生：袁伟专业：控制科学与工程研究方向：检测技术与自动化装置指导教师：齐剑玲2015年5月声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得中国地质大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。关于论文使用授权的说明本人完全了解中国地质大学有关保留、使用学位

2、论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以釆用影印、缩印或其他复制手段保存论文。d公幵•保密（年）（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名:导师签：日期：TojS.C十ADissertationSubmittedtoChinaUniversityofGeosciencesforMasterDegreeHigh-speedDataTransmissionSystemDesignandResearchBasedOnRapidIOMasterCandidate:YuanWeiMajor:Constro

3、lScienceandEngineeringStudyOrientation:DetectionTechnologyandAutomationDissertationSupervisor:Prof.QiJianlingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)摘要随着我国航空航天事业的飞速发展，航空航天电子设备承担的任务量越来越大，系统对庞大数据传输性能的要求越来越高，需要采用传输能力更加强大的互联技术来支持。RapidIO串行总线技术是世界上第一个嵌入式系统互连国际标准，支持芯片到芯片通信，可以实现1.25Gbps到60G

4、bps的性能水平，因此，设计基于RapidIO的高速数据传输系统具有重要的工程实际意义。论文是航天院某研究所参与的科研课题，为解决航天电子系统的庞大数据量数据采集、信息传递共享、数据交换处理、高速数据传输等一系列问题，选择RapidIO技术作为高速数据传输协议，并设计硬件平台进行系统性能测试。我在课题中主要负责RapidIO技术的协议分析实现以及基于RapidIO的高速传输系统平台的硬件设计。本文通过对多种新兴互联技术性能的比较，选择RapidIO技术作为本文的研究对象，它能够有效解决复杂系统中的数据传输问题，满足航天电子高性能嵌入式设备的互联需求。对Ra

5、pidIO协议的物理层、传输层、逻辑层三层体系规范进行研究，根据RapidIO规范设计逻辑层和传输层模块、串行物理层模块，逻辑层和传输层模块完成系统收发和维护功能，串行物理层模块完成CRC校验、8B/10B编码、通道对齐、通道同步等功能，综合完成RapidIO协议的实现。利用Candence软件完成基于RapidIO的高速数据硬件传输平台的设计，对FPGA电路、电源电路、时钟电路以及接口电路模块进行原理图分析设计，建立高速信号中影响完整性的串扰、反射、传输线模型，完成满足信号完整性的高速PCB板需求分析、叠层设计分析、高速PCB板设计。对设计的传输系统进行

6、仿真验证，利用Hyperlynx软件完成高速信号的传输线、串扰、板级信号仿真，原理图仿真验证原理设计的可行性，板级仿真验证PCB设计的合理性。本文对RapidIO技术深入研究，重点完成RapidIO协议的实现和满足信号完整性要求的RapidIO高速数据传输平台设计，RapidIO技术突破了传统总线技术的传输瓶颈，硬件设计首先进行信号完整性分析，相比传统PCB设计更加严谨可靠，有效节约制作成本。对FPGA的RapidIO进行通信仿真，RapidIO系统初始化、维护事务、读事务、写事务响应正确，测试结果表明系统设计达到高速数据传输要求。关键词：RapidIO，

7、FPGA，高速电路，数据传输1High-speedDataTransmissionSystemDesignandResearchBasedOnRapidIOAbstractWiththerapiddevelopmentofChina'saerospaceindustry,thetaskofaerospaceelectronicdevicesbearingisgreatlyincreasing,systemperformancedemandofdatatransferhasbecomemuchmorestrictly,Weneedtoadoptamorero

8、bustinterconnectteconologytosuppo