量子存储板高速数据传输接口关键技术研究

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1、硕士学位论文量子存储板高速数据传输接口关键技术研究RESEARCHONKEYTECHNOLOGIESOFQUANTUMSTORAGEBOARDHIGH-SPEEDDATATRANSMISSIONINTERFACE李正军哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TP273.5学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文量子存储板高速数据传输接口关键技术研究硕士研究生：李正军导师：周志权教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：信息与电气工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP

2、273.5U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONKEYTECHNOLOGIESOFQUANTUMSTORAGEBOARDHIGH-SPEEDDATATRANSMISSIONINTERFACECandidate：LiZhengjunSupervisor：Prof.ZhouZhiquanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectronicandCommunicationEngineeringAffiliat

3、ion：SchoolofInformationandElectricalEngineeringDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要量子通信是继光子和电子之后新一代通信技术，具有绝对安全的特点，是解决信息安全问题的重要手段。目前科学界普遍认为，通过卫星中转方式进行远距离量子通信是实现全球范围内保密通信的最佳方法。中国研制“量子科学实验卫星”是人类为建立全球化量子通信网络的一次重大探索。“量子存储板”作为“量子科学实

4、验卫星”的重要组成部分，将直接影响到“量子科学实验卫星”的工作性能。因此，研制“量子存储板”的专用测试设备具有重要的应用价值。本文根据“量子存储板”的测试要求，研制了专用测试设备，实现了对“量子存储板”功能、性能和稳定性等方面的测试。测试设备主要由电源模块、USB3.0模块、PCIe模块、DDR2数据缓冲模块、内部高速总线模块、TLK2711模块、USB转串口模块、FPGA控制模块和上位机软件组成。该测试设备通过TLK2711和RS422与“量子存储板”对接完成数据和指令的传输，通过USB3.0和PCIe接口实现测试设备与计算机之间数据的高速传输，通过USB转串口模块

5、实现指令和遥测等低速数据的传输，通过上位机软件实现对测试设备的控制和数据的处理、存储。本文根据设计方案，分别从硬件设计、FPGA程序设计和MFC上位机软件设计等几个方面详细介绍了测试设备的设计与实现。为了验证系统的功能和性能，对测试设备作出了测试，主要包括USB3.0模块、DDR2数据缓冲模块、PCIe模块、TLK2711模块和USB转串口模块测试，测试设备在量子通信模式、离散模式和BULK模式下数据传输测试，上位机软件的数据处理、存储和遥测解析等功能测试。测试结果表明，本文研制的测试设备满足“量子存储板”的测试要求，实现了预期目标。关键词：量子科学实验卫星；量子存储

6、板；USB3.0；PCIe；TLK2711-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractQuantumcommunicationwhichisanewkindofcommunicationtechnologyafterphotonandelectrontechnologybecomesanimportantmethodtosolvetheinformationsecurityproblemwhileitownsthecharacteristicsofabsolutesecurity.Atpresent,combinglong-distancequantumcom

7、municationwithsatelliterelayisregardedasthemostsecurewaytorealizethesecurecommunicationamongthewholeworld.TheScientificExperimentalQuantumSatellitecarriedoutbyChinaisasignificantexplorationforestablishmentoftheglobalquantumcommunicationnetwork.QuantumStorageBoardwhichisakeypart