spacewire总线rmap协议的实现与网络性能研究

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1、密级：＾中国科学院乂学ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ博±学位论文．．二．、，．ＳｐａｃｅＷｉｒｅ总线ＲＭＡＰ协议的实现与网络性能研巧＊－－＇＇－．－一哇於巧节：乃Ｔ一［亭作者姓名自觀＇指导教师安军化研究员？？１ＨＨＨ学位类别工学博±，学科专业计算机应用巧术，塔养单化中国科学院国家巧巧科学中屯、ｙ－．一－－．．－．－：．，巧．．－■■－．．．．．？．－＇＾．－．．－？？，

2、－．：．．、－＇？２０１６年５月关于学位论文使用权声明任何收存和保管本论文各种版本的单位和个人，未经著作权人授权，不得将本论文转借他人并复印、抄录、拍照、或任何方式传播。否则，引起有碍著作权人著作权益么巧题，将可能承担法律贵任。关于学位论文使用授权的说明本人完全了解培养单位有关保存、使用学位论文的规定，目Ｐ；培养单位有权保留学位论文的副本，允许该论文被查阅；培养单位可Ｗ公布该论文的全部或部分内容，可１心采用影印、缩印或其他复制手段保存该论文。（涉密的学位论文在解密后应遵守此规巧）签名：导师签名；曰期；．Ｊ．叫本人郑重同声

3、擎＾关于学位论來文言原知创＿性声明戶作作所取得明；所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行硏究工究成果不包的成含果任何。尽他人我所享知有著，作餘权文中己经注明引用的内容外，本学位论文的研献的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡的签其他个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。名：．导师签客；若ｔ曰期：密级:博士学位论文SpaceWire总线RMAP协议的实现与网络性能研究作者姓名闫梦婷.指导教师安军社研究员.学位类别工学博士.学科专业计算机应用技术.培养单位中国科学院国家空间科学中心.2016年5月SpaceWireBusandRMAPProtoco

4、lNetworkPerformanceResearchandImplementByMengtingYanADissertationSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofEngineeringInstituteofChineseAcademyofSciencesMay,2016摘要摘要SpaceWire自2003年标准化以来，基于其标准协议簇的技术成果也出现在众多国际空间任务中。这些已实现的技术应用由早期

5、的部分实现向全面实现发展、低层实现向高层实现发展，使得SpaceWire更加接近于一种适用于现代空间数据网络需求的串行、高速、点对点、全双工的数据网络总线。本文以SpaceWire基础协议和RMAP高层协议为基础，讨论了SpaceWire总线网络性能的评价机制，得出利用自适应群组路由机制搭建优良性能的SpaceWire网络的理论依据，从而设计并实现了RMAP用户终端IP核和相应的SpaceWire路由单元IP核。首先，针对星载数据总线管理系统的需求，研究了RMAP的指令执行序列和响应机制，符合SpaceWire的高层协议RMAP的规范。RMAP用户终端IP核可以完成校验/非校验

6、、反馈/非反馈可选的四种写操作，以及读操作和读改写操作；操作对象包括存储单元、寄存器、FIFO和Mail；并且分类定义了总线系统执行过程中的错误类型以及处理方法。其次，重点分析讨论了SpaceWire协议的自适应群组路由机制，介绍了一种对SpaceWire复杂网络的分类方法，并提出SpaceWire复杂网络的性能评价机制。SpaceWire自适应群组路由，是SpaceWire路由单元搭建复杂网络时为保障网络的通畅而增加冗余通路的机制。本文基于双路由结构讨论了复杂拓扑网络结构的分类，从而归纳方法评价复杂网络的性能。该方法同样可以用于计算性能最优的网络拓扑参数，为SpaceWire

7、利用自适应群组路由搭建复杂网络提供理论依据。然后，参考SpaceWire路由网络性能评价方法，设计了可用于构建复杂网络路由器的基础单元内部结构，并实现完成SpaceWire路由单元IP核。根据目前星载电子系统的使用需求，在SpaceWire路由单元中，设置8个标准端口，3个专用端口以及1个主机专用端口。其中包括大容量数据通道、时间广播码控制模块以及支持多样化路由寻址的路由表，该SpaceWire路由单元IP核可以用于构建SpaceWire自适应群组复杂网络，便于网络的动态拓展。最后，对以上研