光纤与以太网桥接转换器的设计与实现

光纤与以太网桥接转换器的设计与实现

一、光纤与以太网桥接转换器的设计及实现(论文文献综述)

蔡熙[1](2021)在《基于海思处理器的分布式数据采集系统桥接子系统硬件研发》文中进行了进一步梳理分布式数据采集系统在我国海洋科考、远洋勘探等领域应用广泛。随着美国发起的“贸易战”和“禁售事件”愈演愈烈,分布式数据采集系统核心部件的关键元器件进口受到了很大限制,暴露出采用进口器件研制的系统存在被其他国家“卡脖子”的风险。因此,自主研制国产化分布式数据采集系统具有非常迫切的需求。本文研发了基于海思处理器的分布式数据采集系统桥接子系统。该桥接子系统以海思公司Hi3798系列处理器为核心设计,通过扩展高速PCIe接口与国微公司高性能SMQ7K325T系列FPGA进行数据交互,实现大规模采集信号的接收,预处理和转发。处理器扩展2路千兆以太网电接口用于与后端信号分析设备进行数据交互,扩展1路RS-422串口接收设备传感器数据;FPGA扩展4路百兆以太网光接口用于前端采集节点数据的接收。本系统采用100%国产器件进行设计,具有功耗低、带宽高和扩展性好等特点。本文对桥接子系统进行了板级调试与功能测试,包括硬件电路的电源、关键信号、整机功能、功耗等测试,测试结果均符合设计要求,系统在最大带宽下工作稳定。

和爽[2](2020)在《宽带信号高速采集与传输系统关键技术研究》文中指出宽带信号高速采集与传输系统是雷达探测、导弹精确制导、5G通信网络等领域测试系统的重要组成部分,是目前相关领域研究的重点和难点。本文基于宽带模拟信号采集与高速光纤通信开展宽带信号高速采集与传输系统关键技术研究,具有重要的研究意义与应用价值。本文采用Xilinx公司Kintex-7系列FPGA为控制核心,主要针对高速模数转换器技术、光纤通信传输技术与计算机扩展传输技术等内容展开研究。首先,采用TI公司高速模数转换器作为模拟信号采集器件,并根据JESD204B协议规范自主设计包含物理层、数据链路层、传输层的JESD204B接口接收逻辑,同时设计模拟信号调理电路及数字接口输出电路,实现宽带模拟信号的采集。其次,选用SFP+光模块搭建高速光纤通信的底层硬件电路,并结合Xilinx公司的Aurora 64B/66B开放式数据传输协议与相关IP核逻辑,实现采集数据的远距离光纤通信传输。然后,基于高速计算机系统互连总线协议PCI-Express 2.0,并通过Xilinx的XDMA IP核逻辑完成基于PCI-Express总线的DMA方式数据传输,实现将采集接收数据上传至计算机设备并配合上位机进行观测分析。最后,制定了完备的测试方案并搭建系统测试平台,通过系统内部信号数据抓取,以及上位机接收数据的分析,对系统的模拟信号采集与光纤信号的收发功能进行了验证。测试结果表明,本课题系统设计能够实现370MSPS采样率,单通道数据传输速率为7.4Gbps的模拟信号采集与接收,以及最大传输速率为10Gbps的光纤数据传输,性能良好稳定,具有一定的工程应用价值。

丁治国[3](2020)在《基于内存计算的海洋地震拖缆水上记录系统关键技术研究》文中研究表明海洋地震勘探拖缆水上记录系统是海洋地震勘探装备中的重要设备。当海洋拖缆的个数与采集通道数均较少时,数据记录问题较为简单,水上记录系统的软硬件无需扩展,系统采用固定结构即可。然而,随着海洋地震勘探装备规模的扩大,拖缆个数与采集通道数量成倍增长,水上记录系统对于软硬件可扩展性的需求越来越强烈。传统上,水上记录系统仅负责海洋拖缆的数据记录工作,采用固定的软硬件组织结构,很少考虑系统内软硬件整体的扩展便利性,系统内各组件的接口各异,组件间连接关系复杂,软件系统基于单机开发,难以实现灵活的系统扩展与裁剪。在日常勘探作业过程中,上述缺陷不仅会增加整个勘探装备的维护成本,而且会降低作业人员工作效率。为此,本文基于内存计算和实验室过去在海洋地震勘探系统领域的研发经验,以易于扩展的水上记录系统为设计目标,分析了记录系统软硬件扩展能力的具体内涵,提出了一种数据接口与处理相分离的水上记录系统构架。在分析归纳了新构架下记录系统的技术难点后,本文通过关键技术研究的方式,有针对性的完成了通用型数据处理节点设计技术、节点间高速数据传输技术、基于内存的数字逻辑硬件处理技术,以及基于内存的分布式流处理软件技术,这四大关键技术的研究。在通用性数据处理节点设计方面,本文首先借鉴虚拟仪器的设计思想,从结构化数据处理、数据处理图像化两个方面对通用型数据处理节点的设计理论展开论述。提出了“通道时间谱”这一通用的数据视角,对海洋地震勘探系统展开分析。对于实际板卡设计,本文则采用了现有产业界应用广泛的芯片级和电路板级的通用接口方案,对该节点展开具体的芯片选型、电路设计等工作。在节点间高速数据传输方面,本文则利用SerDes传输技术和GTX高速串行收发器,搭配Aurora 64B/66B IP核,以及FMC和SFP模块、PCIe数据传输链路研究了系统内各物理节点间的高速串行传输链路。在基于内存的数字逻辑硬件处理方面,本文基于DDR内存的小读写系统,结合内存接口模块、AXI总线互联器、DMA数据传输引擎以及MicroBlaze软核等组件,研究了虚拟FIFO、拖缆数据流合并,以及节点间内存共享技术。在分布式流处理软件方面,本文则基于Hadoop软件生态,利用现有基于内存计算的流处理软件技术框架和分布式数据库系统技术,构建出了一套易于扩展的水上记录系统的软件系统,并结合具体拖缆数据处理任务,讨论了多种海洋拖缆数据处理方案。通过上述关键技术研究,本文所述的水上记录系统,不仅在通用性方面可以实现系统内主要物理节点的通用部署,而且提供了一套基于内存的拖缆数据处理软硬件模块。本文所提出的软硬件可扩展的系统构想,以及接口与处理组件相互分离的系统设计方案,在简化系统结构的同时,引入了大数据领域先进的技术方案,拓宽了海洋地震勘探装备研发领域的技术选择范围。

苗力心[4](2020)在《软件定义协议转换关键技术研究》文中研究说明随着信息通信技术的蓬勃发展,信息的交互时时刻刻发生在每个人的身边,深刻的影响着现代生活的方式。在通信领域,协议是一组网络开发者制定的必须遵守的规则,无论是公共网络还是私人网络,协议的存在保证了信息传输的通畅与安全。为了应对不同的应用场景需求,大量的协议如同雨后春笋一般被创造出来,然而异构协议之间存在协议不匹配的问题,无法进行正常通信。随着网络架构的不断更新,应用之间的功能融合,由支持不同类型协议的计算机设备、网络设备和各种系统组成的异构融合网络应运而生。依靠协议转换技术,异构融合网络可以运行在不同的协议上支持不同的应用和功能,满足未来业务的多样化需求。协议转换的实质是一种映射,即把某一协议的收发信息序列映射为另一协议的收发信息序列,从而使得支持不同协议的收发端设备可以实现数据传输。然而现有的协议转换技术存在着协议转换类型固定,缺乏用户可编程性等问题,并且目前尚没有一个通用的多协议转换方法和架构。鉴于此,本文结合软件定义思想,对协议转换关键技术进行了分析研究,并将关注的重心下移至物理链路层,提出了一个基于通用描述符的协议转换流程,主要研究内容如下:1.提出了一种以生成异构协议关键字段通用描述符为中心的数据帧头解析流程,实现了协议无关的数据帧头解析并解决了异构协议字段长度不匹配的问题。首先通过软件定义控制器下发解析状态流表指导帧头关键字段提取,然后将协议转换映射字段以及相关标志信息整合到通用描述符当中。处理模块不需要考虑协议类型,只需对通用描述符进行处理即可完成异构协议转换。2.通过可编程ALU指令对描述符进行协议内容处理操作,完成灵活可控的异构协议转换。硬件往往比软件具备更快的处理效率以及更低的资源开销,为了在物理链路层实现对初始描述符结构的处理,采用可编程ALU指令序列,通过对描述符关键字段进行提取匹配查表等操作得到目标协议相关信息,进而对描述符结构进行删除、替换、增加以及修改等操作,完成描述符由源协议序列向目标协议序列的转换过程。3.提出了一种基于协议映射元的存储表项构建方法,解决了单存储表映射流表数据爆炸和新协议扩展困难的问题。协议映射元作为协议转换的中间级,与所有异构协议存在映射关系,存储表中只需存储协议与映射元的映射关系,协议转换的双方并不存在直接联系,极大的降低了存储复杂度,实现了协议转换的协议普适性扩展。

彭诺[5](2020)在《BATMAN路由协议在微震数据传输系统中的应用研究》文中研究表明微震监测技术在建筑物或工程项目的安全监测评估、矿山生产活动、页岩气或石油开采中破裂位置监测、水库诱发地震监测等诸多方面有着非常重要的作用。一般是在待监测区域布置一定数量的微震数据采集节点,采集节点将采集到的数据通过微震数据传输系统传输到微震监测中心的主机服务器上,进行数据解释及可视化处理。针对不同的应用环境使用不同的数据传输方式,在矿下一般采用光纤或电缆的传输方式,在视野开阔,沟壑纵深的地方,譬如大江大河两岸的堤坝监测、悬崖峭壁的地质活动监测中,光纤和电缆传输存在着布线困难,维护成本较高的问题,而使用WLAN、4G、Zigbee等无线传输方式又存在传输距离有限、依赖基站设施、传输速率不够的问题。针对以上情况,本文设计一种基于mesh网络的微震数据传输系统。Mesh网络中采用的路由协议为BATMAN.adv路由协议。同时针对在减少有线传输的情况下,数据节点通常采用电池供电,因为mesh网络中继转发、多跳传输的特性,一些关键性节点会因为能量消耗过快而提早退出网络,造成网络不完整甚至瘫痪的问题,本文设计了一个基于BATMAN.adv路由协议的能量调控改进方案。论文主要从以下几个方面来阐述工作内容。(1)深入研究BATMAN.adv路由协议的路由发现和决策机制、数据包的格式、协议度量值的计算过程,以及现有能量调控策略的设计思想,为协议改进提供理论基础。(2)详细分析微震监测系统的运行原理,设计了基于mesh网络的微震监测系统的总体方案、为能量调控提供能量指标的电池计量模块、以及采集节点与mesh网络节点通信的以太网通信模块。(3)针对现有网络仿真平台不支持工作在数据链路层的BATMAN.adv协议的仿真实验问题,利用软路由思想自行搭建仿真平台,详细分析了仿真平台的运行机制,在链式拓扑和格式拓扑的仿真实验中,进行了协议能量调控方案修改前后、以及数据接收节点在拓扑中不同位置的能量消耗对比实验,结果表明了能量调控方案的可行性,以及给出了微震数据接收节点(中央服务器接入点)在拓扑中位置布置的实验参考。(4)在WNDR4300路由器上构建mesh网络节点,进行mesh网络组网测试,多跳情况下的带宽及微震数据传输的性能测试,结果表明mesh网络和BATMAN.adv能量调控改进方案应用于微震数据传输系统确切可行。

刘博熙[6](2020)在《基于CMOS图像传感器的多路超高清视频采集与传输系统》文中研究说明随着5G通信、人工智能等技术的蓬勃发展,超高清视频作为信息呈现和传播的主要载体,与医疗健康、辅助驾驶、安防监控等领域结合成为发展趋势。由于传统的单视频源采集与视频压缩传输的方式,难以满足诸多场景的应用需求,本文设计了一套基于CMOS图像传感器的多路超高清视频采集与传输系统。该系统以CMOS图像传感器为视频采集元件,融合万兆以太网通信技术,实现了多路超高清视频的并行采集与非压缩超高清视频的远距离实时传输。硬件系统包括传感器子板与核心处理板两块印制电路板,以集成FPGA与ARM架构的ZYNQ-7000系列片上系统为核心处理器,支持4路超高清CMOS图像传感器并行采集,搭载2路万兆以太网,最大视频传输带宽可达20Gbps。整套平台包含14路电源,818个元器件,2963个信号网络,其中包括4对传输速率为10.3125Gbps的SFP+信号,60对最高传输速率为1.5Gbps的MIPI D-PHY信号以及32根传输速率为1066Mbps的DDR3信号。因此,在硬件设计过程中,充分考虑了信号完整性、电源完整性以及电磁兼容性问题,并借助理论分析与仿真等手段,完成10层核心处理板与4层传感器子板的硬件设计。软件系统包括FPGA可编程逻辑、ARM程序以及上位机界面程序三部分,分别采用Verilog HDL、C、C#语言开发。FPGA可编程逻辑为软件系统的核心,实现了视频接收与解码、视频显示、网络通信等功能模块;ARM程序负责解析上位机指令,从而控制图像传感器的工作模式;上位机界面程序为一套基于.NET Framework框架的WPF应用程序,用于远程控制硬件平台,并实现超高清视频的实时显示以及视频帧的存储。综上,本文所述硬件与软件系统均为自主设计,具有原创性,为图像传感器测试、安防监控、远程医疗等应用场景提供了一套解决方案。

丛妍[7](2019)在《无线激光网桥系统研究》文中指出无线网桥作为无线网络的通信桥梁,具有数据过滤、转发、传输的功能,在构建通信网络中起到至关重要的作用。传统无线网桥以微波为传输载体。目前我国现代化水平不断提高,信息需求与日俱增,现行的无线网桥系统频带拥挤,容量小,资源缺乏等问题便显现出来。为了满足人们对通信网络的质量要求,基于无线光通信的传输技术将在未来通信发展中发挥重要作用。本文研究一种以激光为信息载体的无线网桥系统,其可以快速、灵活、高效的构建通信网络,在特殊场景下(如自然灾害、突发事件、应急场景等)具有明显的优势。文中首先对激光在大气传输过程中可能受到的影响因素进行分析,研究了基于多路传输技术和APT技术的大气湍流及色散的解决方案。在本系统中将两端机架设在固定点位上,可快速实现光束对准。为有效降低大气湍流对通信质量的影响,采用四发四收的方式进行光路传输。在系统设计方面,将无线网桥和自由空间激光通信技术相结合,实现了无线激光网桥的总体设计,完成了从激光发射——大气传输——激光接收——信号还原的系统结构组建。无线激光网桥系统主要由光学系统,激光发射单元,激光接收单元,控制单元,接口单元等结构组成。基于对系统可靠性和稳定性的考虑,分析设计了各单元的原理及电路图。基于系统实用性的考虑,系统兼容网络接口和光纤接口两种模式。在通常情况下,系统默认网络接口连接。在应急或特殊场景下,可以利用光纤接口完成数据的传输。接口的选择通过单片机实现控制。两种端口协同,为无线激光网桥系统的应用提供多种可能。最后通过1公里演示实验,完成了系统性能分析,达到了目标效果。文中最后对系统及实验中存在的不足进行分析总结。

王益民[8](2019)在《基于Smartfusion2的分布式数据采集传输节点硬件设计》文中认为分布式数据采集系统广泛应用于海上地震检测、气象监测、海洋探测等领域。随着系统规模不断增加,系统采样频率不断升高,数据传输带宽也随之迅速增长。在满足系统低功耗、小型化需求的基础上,提高数据传输带宽,是分布式数据采集系统当前重要的发展趋势之一。为此,本文研究开发了以Smartfusion2系列SOPC为核心的分布式数据采集传输节点。采集传输节点利用SOPC处理器与FPGA相结合的架构优势,通过高速serdes并串转换芯片,扩展2路LVDS传输接口,实现了在一对双绞线缆上最高300Mbps有效数据的稳定传输;在传输链路中加入驱动均衡器提高链路的传输能力,以满足在90m远距离线缆上的传输需求。同时,基于FPGA设计并实现了轻量化的数据传输协议,具有数据传输稳定、实时性好、传输效率高等特点。此外,系统具备采样时钟控制、自检模式切换等功能。本文对采集传输节点进行了硬件测试,包含了节点电源质量,上电时序以及关键信号的测试,重点对系统传输链路眼图进行测试。对FPGA模块进行了仿真及板级调试,验证了系统的整体功能。

崔渊[9](2018)在《重离子加速器电源实时数字控制调节器研究》文中指出电源控制器作为加速器电源的核心系统,对其相关技术的研究一直受到国内外各大加速器实验室的重视。近年来,兰州重离子加速器也将电源控制器技术作为发展重点,不断深化数字控制技术研究与应用,研制开发了多种类型、适用于不同场合的电源全数字控制器。采用数字控制器可以提高电源的输出一致性、降低电源控制电磁干扰风险、优化控制接口方式、实现电源的智能化管理等。随着强流重离子加速器(HIAF)的提出,重离子加速器规模越来越大,而且其应用范围还不断向材料、医疗等设备应用领域扩展。这对组成加速器的硬件设备来说意味着不同的技术指标和功能要求。对电源系统来说,电源必须满足所需技术指标,同时还必须满足实时性、可靠性、智能化和可维护性等要求。作为电源核心的数字控制器则必须满足实时性和扩展性要求,以应对不同的应用需求。但传统数字控制器架构无法兼顾高速系统扩展和模块间时钟同步等问题,而HIAF对电源控制器提出了亚纳秒级的时钟同步要求,所以原有控制器设计架构已无法适应设计要求。高速串行收发器即具备高达2Gbps通讯带宽的数据传输速度,又可以通过搭配时钟相位闭环校正的时钟恢复技术实现通讯节点间的时钟同步。这一设计架构可以用来解决上述问题。本文提出了一套新的高速实时控制器方案,即加速器电源数字控制器(APSDC)。而设计实现APSDC的核心和技术难点在于如何实现高速有效的板级通讯总线,为此设计开发了两种基于高速串行通讯的总线方案,并通过实验验证无论是数据传输可靠性还是数据同步延时都达到设计目标。并在设计过程中尝试进行了控制器模块化设计的可能性。通过对两套控制器的上机在线实验运行,证明基于高速同步总线的数字控制器架构在加速器特种电源控制中应用的可实施性。同时此方案也为下一代基于光纤介质的全电气隔离式模块控制器架构提供了重要的参考资料。

顾峥峣[10](2019)在《基于板载光收发组件技术的吉比特无源光网络单元硬件电路设计与实现》文中研究指明GPON(Gigabit-capable Passive Optical Network,吉比特无源光网络)技术能够满足用户与运营商对下一代光纤接入网的性能要求,适应未来三网融合的发展趋势,然而由于光接入设备昂贵的价格及设备制造商之间的激烈竞争,一直制约着其快速发展。因此,对GPON ONU(Optical Network Unit,光网络单元)进行研究和设计,降低其实现技术和成本,对其发展和应用具有重要的意义。本文通过对GPON体系结构及其协议模型的研究,结合光模块工作原理,与传统设计实现方案进行对比,提出了一款基于BOSA(Bidirectional Optical Subassembly on Board,光收发组件)on Board技术的GPON ONU设计来降低成本。其中采用板载光收发组件(BOSA on Board,BOB)技术所设计光收发电路部分相较于传统光模块方案节约了37%的成本。针对设计完成的原型机进行光接口验证测试以及整机光网络单元性能测试,以确保设计方案满足G.984标准对GPON设备的指标要求。研究结果表明,采用了板载光收发组件技术降成本方案的光网络单元产品,在各种测试条件下都能满足GPON ONU的性能指标,相较于传统设计的产品,具有较高的市场竞争力。

二、光纤与以太网桥接转换器的设计及实现(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、光纤与以太网桥接转换器的设计及实现(论文提纲范文)

(1)基于海思处理器的分布式数据采集系统桥接子系统硬件研发(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 相关研究概述
        1.2.1 分布式数据采集系统研究现状
        1.2.2 国产化产业现状
        1.2.3 处理器技术及国产化进展
        1.2.4 FPGA技术及国产化进展
    1.3 研究内容和论文组织结构
        1.3.1 论文研究内容
        1.3.2 论文组织结构
2 系统总体设计
    2.1 系统需求分析
    2.2 系统整体方案设计
        2.2.1 方案可行性分析
        2.2.2 主要国产芯片选型
        2.2.3 系统总体架构与模块划分
    2.3 本章小结
3 系统硬件详细设计
    3.1 海思处理器模块设计
        3.1.1 DDR3 SDRAM模块
        3.1.2 千兆以太网模块
        3.1.3 PCIe数据传输模块
        3.1.4 eMMC模块
        3.1.5 UART模块
        3.1.6 JTAG模块
    3.2 国微FPGA模块设计
        3.2.1 DDR3 SDRAM模块
        3.2.2 百兆以太网模块
        3.2.3 与处理器交互模块
        3.2.4 SPI Flash模块
        3.2.5 其他模块
    3.3 系统支持模块设计
        3.3.1 时钟模块
        3.3.2 电源模块
    3.4 国微FPGA逻辑功能设计
        3.4.1 百兆以太网传输模块
        3.4.2 DDR缓存模块
        3.4.3 PCIe传输模块
    3.5 本章小结
4 系统硬件实现
    4.1 PCB布局设计
    4.2 PCB叠层设计
    4.3 PCB布线和关键信号仿真
        4.3.1 PCB布线规则
        4.3.2 DDR3 SDRAM布线与仿真
    4.4 系统PCB设计结果
    4.5 本章小结
5 系统测试
    5.1 系统硬件调试
    5.2 电源测试
        5.2.1 电源纹波和噪声测试
        5.2.2 电源上电时序测试
    5.3 关键信号测试
        5.3.1 时钟模块测试
        5.3.2 PCIe眼图测试
    5.4 系统功能测试
        5.4.1 接口功能测试
        5.4.2 整机功能测试
    5.5 系统功耗测试
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历

(2)宽带信号高速采集与传输系统关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题研究内容及章节架构
2 系统方案设计与关键技术分析
    2.1 系统指标及分析
        2.1.1 系统指标要求
        2.1.2 指标分析与设计原则
    2.2 系统总体设计方案
    2.3 关键技术分析
        2.3.1 基于GTX的高速串行收发器技术
        2.3.2 基于JESD204B的高速模数转换器技术
        2.3.3 基于Aurora的光纤通信技术
        2.3.4 基于PCI-Express的计算机扩展传输技术
    2.4 本章小结
3 宽带信号高速采集与传输系统硬件电路设计
    3.1 主控平台电路设计
        3.1.1 主控芯片FPGA选型
        3.1.2 FPGA配置电路
    3.2 电源管理电路设计
    3.3 宽带模拟信号采集电路设计
        3.3.1 模数转换器选型
        3.3.2 模拟信号调理电路
        3.3.3 JESD204B接口电路
        3.3.4 时钟管理电路
    3.4 高速光纤通信电路设计
        3.4.1 高速光纤通信方案
        3.4.2 高速光纤通信接口电路
    3.5 PCI-Express总线接口电路设计
        3.5.1 PCI-Express总线接口方案
        3.5.2 PCI-Express总线接口电路
    3.6 高速缓存电路设计
        3.6.1 高速缓存方案
        3.6.2 高速缓存电路
    3.7 本章小结
4 宽带信号高速采集与传输系统控制逻辑设计
    4.1 宽带模拟信号采集控制逻辑设计
        4.1.1 配置接口逻辑
        4.1.2 JESD204B接口逻辑
    4.2 高速光纤通信控制逻辑设计
        4.2.1 光模块控制逻辑
        4.2.2 基于Aurora协议的光纤通信逻辑
    4.3 PCI-Express总线接口逻辑控制设计
        4.3.1 PCI-Express总线DMA逻辑原理与配置
        4.3.2 时序控制与数据传输逻辑
    4.4 高速缓存接口控制逻辑设计
        4.4.1 DDR3 SDRAM接口逻辑
        4.4.2 系统数据接口互连逻辑
    4.5 本章小结
5 测试验证与结果分析
    5.1 测试平台搭建
    5.2 宽带模拟信号采集功能验证
        5.2.1 JESD204B接口逻辑验证
        5.2.2 模拟信号采集功能验证
    5.3 高速光纤通信功能验证
        5.3.1 Aurora协议接口逻辑验证
        5.3.2 光纤通信功能验证
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢

(3)基于内存计算的海洋地震拖缆水上记录系统关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究课题背景
    1.2 研究内容
    1.3 研究意义
    1.4 研究路线
    1.5 国内外研究及发展现状
        1.5.1 国外海洋地震勘探
        1.5.2 国内海洋地震勘探
        1.5.3 面向未来的地震勘探装备
    1.6 文章结构
第2章 海洋地震勘探
    2.1 地震勘探原理
        2.1.1 反射波勘探法
        2.1.2 陆地地震勘探原理
        2.1.3 海洋地震勘探原理
    2.2 海洋地震勘探数据
        2.2.1 地震数据文件格式
        2.2.2 真实的海洋地震数据
    2.3 海洋地震勘探分辨率
        2.3.1 横向分辨率
        2.3.2 纵向分辨率
    2.4 传统海洋地震勘探装备
        2.4.1 水下拖缆系统
        2.4.2 水上记录系统
        2.4.3 数据传输协议
第3章 易于扩展的水上记录系统
    3.1 国家重点研发项目
    3.2 系统设计目标
        3.2.1 软件可扩展
        3.2.2 硬件可扩展
        3.2.3 软硬件可扩展意义
    3.3 系统构架分析
        3.3.1 内存计算技术
        3.3.2 数据传输协议
        3.3.3 地震数据处理
    3.4 易扩展型水上记录系统构架
        3.4.1 数据接口中心
        3.4.2 工作站
    3.5 关键技术分析
第4章 通用型数据处理节点设计技术
    4.1 通用型节点设计理论
        4.1.1 虚拟仪器
        4.1.2 数据处理模式
    4.2 通用数据视角“通道时间谱”
        4.2.1 “通道时间谱”定义
        4.2.2 “通道时间谱”应用示例
    4.3 通用型数据接口
        4.3.1 芯片级数据总线接口
        4.3.2 电路板级硬件接口
    4.4 通用型节点硬件设计
        4.4.1 FPGA选型
        4.4.2 MIFC接口电路
        4.4.3 MIFC电源电路
        4.4.4 MIFC时钟电路
        4.4.5 辅助功能电路
第5章 节点间高速数据传输技术
    5.1 SerDes传输链路
        5.1.1 GTX收发器
        5.1.2 收发器控制逻辑
    5.2 PCIe传输链路
        5.2.1 PCIe总线简介
        5.2.2 PCIe协议结构
        5.2.3 PCIe设备配置
        5.2.4 PCIe中断机制
        5.2.5 PCIe传输模式
        5.2.6 DMA/Bridge SubsystemforPCIeIP核
    5.3 FMC模块
        5.3.1 FM-S14模块
        5.3.2 FM-S18模块
        5.3.3 EES-281模块
    5.4 SFP模块
        5.4.1 光纤选型
第6章 基于内存的数字逻辑硬件处理技术
    6.1 内存读写小系统
        6.1.1 内存接口模块
        6.1.2 AXI互联器
        6.1.3 DMA数据传输引擎
        6.1.4 MicroBlaze软核
    6.2 基于内存的虚拟FIFO
        6.2.1 虚拟FIFO控制器
        6.2.2 示例应用
    6.3 拖缆数据流合并
        6.3.1 有序合并
        6.3.2 无序合并
    6.4 节点间内存共享
        6.4.1 Chip2ChipIP核
        6.4.2 内存共享
第7章 基于内存的分布式流处理软件技术
    7.1 流处理软件
    7.2 Hadoop分布式软件生态
        7.2.1 Hadoop应用
    7.3 流处理软件系统
        7.3.1 软件框架选型
        7.3.2 Spark Structured Streaming
    7.4 分布式数据库系统
        7.4.1 行存储VS列存储
        7.4.2 HBASE数据库系统
    7.5 工作站软件系统
        7.5.1 软件系统构架
        7.5.2 数据结构
        7.5.3 拖缆数据流处理
第8章 系统测试与讨论
    8.1 测试平台
        8.1.1 MIFC板
    8.2 系统性能测试
        8.2.1 数据接口中心性能
        8.2.2 工作站性能
    8.3 硬件扩展测试
        8.3.1 图像显示
        8.3.2 数据采集
    8.4 软件系统测试
        8.4.1 过滤
        8.4.2 统计
        8.4.3 排序
    8.5 测试工作小结
第9章 总结与展望
    9.1 工作总结
    9.2 工作创新点
    9.3 工作展望
参考文献
附录A 补充材料
    A.1 A型MIFC板
    A.2 B型MIFC板
    A.3 C型MIFC板
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果

(4)软件定义协议转换关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 协议转换技术
    1.3 国内外研究现状
    1.4 主要研究内容及组织结构
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 论文的组织结构
    1.5 本章小结
第二章 软件定义协议无关的协议解析技术研究
    2.1 引言
    2.2 数据解析相关研究
    2.3 协议解析端口设计
        2.3.1 协议解析端口数据帧处理流程
        2.3.2 帧头处理
        2.3.3 描述符结构
    2.4 本章小结
第三章 协议转换内容处理技术研究
    3.1 引言
    3.2 通信协议介绍
        3.2.1 Srio RapidIO协议介绍
        3.2.2 FC协议介绍
        3.2.3 Ethernet协议介绍
    3.3 关键字段匹配
    3.4 可编程精简指令集
    3.5 数据重组
    3.6 本章小结
第四章 协议映射表普适性扩展
    4.1 引言
    4.2 基于协议映射元的表项结构
    4.3 查表方式优化
    4.4 本章小结
第五章 协议转换功能仿真验证
    5.1 引言
    5.2 软件定义协议解析端口功能验证
        5.2.1 硬件资源开销
        5.2.2 解析性能评估
    5.3 协议转换功能测试
        5.3.1 单播功能测试
        5.3.2 多播功能测试
    5.4 本章小结
第六章 总结和展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 下一步研究展望
致谢
参考文献
作者简历

(5)BATMAN路由协议在微震数据传输系统中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    §1.1 课题研究背景及意义
    §1.2 无线mesh网络技术的研究现状
        §1.2.1 无线mesh网络技术的发展状况
        §1.2.2 Mesh网络路由协议的研究现状
    §1.3 论文主要内容及组织结构
第二章 微震监测系统总体方案介绍
    §2.1 微震监测系统介绍
        §2.1.1 微震监测技术原理
        §2.1.2 微震监测系统与仪器设备
    §2.2 基于无线Mesh网络的微震监测系统
    §2.3 基于无线mesh网络技术的数据采集节点设计
        §2.3.1 节点整体设计
        §2.3.2 电池计量模块设计
        §2.3.3 以太网通信模块设计
    §2.4 本章小结
第三章 路由协议的原理分析及改进方案
    §3.1 BATMAN.adv路由协议的原理分析
        §3.1.1 协议概述及数据包类型
        §3.1.2 OGM数据包的泛洪机制
        §3.1.3 路由表结构
        §3.1.4 TQ值的计算过程
    §3.2 能量调控路由策略
        §3.2.1 能量调控的目标
        §3.2.2 能量调控策略的分类
    §3.3 适用于微震监测系统的协议改进方案
        §3.3.1 调控评价指标设计
        §3.3.2 能量调控策略设计
    §3.4 本章小结
第四章 BATMAN.adv路由协议的仿真分析
    §4.1 仿真平台和相关工具介绍
    §4.2 仿真平台的搭建
        §4.2.1 Qemu模拟器的研究与搭建
        §4.2.2 Mini World框架的研究与搭建
        §4.2.3 网络后端的选择
        §4.2.4 仿真场景设置及仿真平台测试
    §4.3 能量调控方案的仿真实现
        §4.3.1 能量消耗模拟设计
        §4.3.2 能量调控策略实现
    §4.4 能量调控改进方案的仿真验证
        §4.4.1 链式拓扑的仿真分析
        §4.4.2 格式拓扑的仿真分析
        §4.4.3 能量调控方案的不足
    §4.5 本章小结
第五章 系统实现和功能测试
    §5.1 mesh网络节点的构建
        §5.1.1 路由器的选型
        §5.1.2操作系统Open Wrt的编译
        §5.1.3 mesh网络接口和网桥配置
    §5.2 系统功能测试
        §5.2.1 mesh网络组网测试
        §5.2.2 多跳带宽测试
        §5.2.3 电源电量读取测试
        §5.2.4 微震数据传输测试
    §5.3 本章小结
第六章 工作总结与展望
    §6.1 工作总结
    §6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间主要研究成果

(6)基于CMOS图像传感器的多路超高清视频采集与传输系统(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
缩略词表
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景与国内外研究现状
        1.2.1 研究背景
        1.2.2 国内外研究现状
    1.3 研究目的与意义
    1.4 主要工作、难点与创新点
        1.4.1 主要工作
        1.4.2 难点与创新点
    1.5 本文结构安排
第二章 系统方案设计
    2.1 系统设计指标与总体架构
        2.1.1 系统需求及设计指标
        2.1.2 系统总体架构
    2.2 核心模块方案设计
        2.2.1 图像传感器方案
        2.2.2 核心处理器方案
        2.2.3 板间互连方案
        2.2.4 视频采集接口方案
        2.2.5 视频本地缓存方案
        2.2.6 视频本地显示方案
        2.2.7 视频高速传输方案
        2.2.8 上位机程序设计方案
    2.3 本章小结
第三章 系统硬件设计
    3.1 硬件设计概述
    3.2 核心模块原理图设计
        3.2.1 核心处理器模块
        3.2.2 视频采集模块
        3.2.3 视频缓存模块
        3.2.4 视频显示模块
        3.2.5 高速通信模块
        3.2.6 系统电源模块
    3.3 高速PCB设计
        3.3.1 传输线理论
        3.3.2 信号完整性理论
        3.3.3 电源完整性理论
        3.3.4 电磁兼容性理论
        3.3.5 叠层设计
        3.3.6 阻抗控制
        3.3.7 高速信号设计
        3.3.8 电源设计
        3.3.9 PCB版图与实物展示
    3.4 本章小结
第四章 系统软件设计
    4.1 软件设计概述
    4.2 FPGA可编程逻辑设计
        4.2.1 视频接收与解码模块
        4.2.2 视频缓存模块
        4.2.3 数据控制模块
        4.2.4 视频显示模块
        4.2.5 网络通信模块
    4.3 ARM程序设计
    4.4 上位机程序设计
        4.4.1 .NET Framework介绍
        4.4.2 界面设计
        4.4.3 程序设计
    4.5 本章小结
第五章 系统测试
    5.1 硬件测试
        5.1.1 电源测试
        5.1.2 时钟测试
        5.1.3 复位测试
        5.1.4 ZYNQ启动验证
        5.1.5 MIPI信号测试
        5.1.6 DDR3 信号测试
        5.1.7 SFP+信号测试
    5.2 功能测试
        5.2.1 测试系统搭建
        5.2.2 视频采集测试
        5.2.3 视频传输与显示测试
        5.2.4 视频帧存储测试
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 主要工作总结
    6.2 不足之处及下一步工作
参考文献
攻读硕士期间的学术成果
致谢

(7)无线激光网桥系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 相关技术原理
        1.2.1 无线激光通信
        1.2.2 无线网桥
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 本文工作安排
第2章 激光在大气传输中的干扰因素及关键技术
    2.1 大气的散射效应
    2.2 大气湍流效应
    2.3 多路传输技术
        2.3.1 多路传输整体结构
        2.3.2 多路传输算法研究
        2.3.3 自适应调制方案
    2.4 APT技术
        2.4.1 APT系统结构及工作原理
        2.4.2 APT伺服系统的组成结构
        2.4.3 APT系统工作流程
    2.5 本章小结
第3章 无线激光网桥系统设计
    3.1 无线激光网桥系统组成
    3.2 光学天线系统
        3.2.1 光学发射部分
        3.2.2 光学接收部分
    3.3 激光发射单元
        3.3.1 激光发射单元原理
        3.3.2 激光器
        3.3.3 驱动调制
        3.3.4 分路缓冲器
    3.4 激光接收单元
        3.4.1 激光接收单元原理
        3.4.2 光电检测器
    3.5 接口控制单元
        3.5.1 光纤接口
        3.5.2 网络接口
        3.5.3 控制单元
    3.6 本章小结
第4章 无线激光网桥电路设计
    4.1 激光发射单元电路设计
    4.2 激光接收单元电路设计
        4.2.1 APD偏置电路
        4.2.2 前置放大电路
        4.2.3 主放大器电路
        4.2.4 时钟数据恢复电路
    4.3 接口单元电路设计
        4.3.1 光纤接口电路
        4.3.2 网口电路设计
    4.4 PECL电平
    4.5 控制单元电路设计
    4.6 本章小结
第5章 系统调试与实现
    5.1 硬件调试
        5.1.1 电路板的硬件静态测试
        5.1.2 电路板的上电测试
        5.1.3 其他电路的调试
    5.2 系统实现
        5.2.1 实验准备
        5.2.2系统实验
    5.3 本章小结
结论
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表的论文
致谢

(8)基于Smartfusion2的分布式数据采集传输节点硬件设计(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题的背景与意义
    1.2 相关研究概述
        1.2.1 分布式数据采集系统
        1.2.2 SOPC技术的发展
        1.2.3 SERDES串并转换技术
        1.2.4 LVDS串行链路
    1.3 课题研究内容和文章组织结构
        1.3.1 课题研究内容
        1.3.2 文章组织结构
2 系统总体设计
    2.1 系统需求分析
        2.1.1 系统高带宽传输需求
        2.1.2 数据采集系统的网络传输协议
        2.1.3 低功耗、小型化设计
    2.2 系统设计概要
    2.3 本章小结
3 系统采集传输节点硬件设计
    3.1 采集传输节点硬件详细设计
        3.1.1 LVDS接口硬件设计
        3.1.2 传感器采集节点交互接口
        3.1.3 SOPC外围电路设计
    3.2 采集传输节点电源设计
    3.3 采集传输节点PCB设计
        3.3.1 采集传输节点PCB布局及叠层设计
        3.3.2 采集传输节点PCB走线设计及设计结果
    3.4 本章小结
4 SOPC控制逻辑设计
    4.1 FPGA设计
        4.1.1 时钟管理模块设计
        4.1.2 数据转发模块设计
        4.1.3 物理底层模块设计
        4.1.4 数据存储管理模块设计
        4.1.5 传感器采集节点交互模块设计
    4.2 AHB-Lite总线交互设计
        4.2.1 AHB-Lite总线协议简介
        4.2.2 AHB-Lite总线交互时序
        4.2.3 AHB-Lite主端接口设计
        4.2.4 AHB-Lite从端接口设计
    4.3 M3软件功能设计
        4.3.1 AHB-Lite总线数据格式
        4.3.2 M3主端数据处理流程设计
        4.3.3 M3传输数据格式及命令设计
        4.3.4 M3软件工作流程设计
    4.4 本章小结
5 系统测试及结果分析
    5.1 硬件平台验证
        5.1.1 电源测试
        5.1.2 时钟及关键信号测试
        5.1.3 传输线路及带宽验证
    5.2 系统整体验证
        5.2.1 系统关键模块仿真测试
        5.2.2 数据传输功能测试
        5.2.3 传输数据带宽测试
        5.2.4 RS485传输功能测试
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历

(9)重离子加速器电源实时数字控制调节器研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 电源控制器研究及应用现状
        1.2.1 国外电源控制器的研究现状
        1.2.2 国内电源控制器的研究现状
    1.3 电源控制器在加速器电源系统中的研究及应用现状
        1.3.1 集中式控制器在加速器电源系统中的应用
        1.3.2 模组化控制器在加速器电源系统中的应用
    1.4 论文的主要工作和创新点
        1.4.1 论文的工作内容
        1.4.2 论文的创新点
第2章 基于模块总线式的控制器系统架构
    2.1 控制器系统架构
        2.1.1 控制器控制原理
        2.1.2 控制器总线架构
        2.1.3 控制器功能模块组成
    2.2 控制器子板简介
        2.2.1 时间系统板简介
        2.2.2 人机接口板简介
        2.2.3 继电控制板简介
        2.2.4 调节算法板简介
        2.2.5 模拟采样板简介
    2.3 小结
第3章 基于SOC的复合式控制器系统架构
    3.1 控制器系统架构
        3.1.1 控制器运算原理
        3.1.2 控制器总线架构
        3.1.3 控制器功能模块组成
    3.2 控制器子板简介
        3.2.1 核心板
        3.2.2 模数转换板
        3.2.3 背板
    3.3 小结
第4章 两种控制器系统关键性能测试对比
    4.1 基于模块总线式控制器测试结果
        4.1.1 控制器模块间数据通信测试
        4.1.2 控制器各模块控制测试
    4.2 基于SOC的复合式控制器测试结果
        4.2.1 控制器综合控制计算测试
        4.2.2 控制器各执行单元可靠性测试
    4.3 两种控制器测试结果对比
        4.3.1 基于模块总线式控制器的优缺点
        4.3.2 基于SOC的复合式控制器的优缺点
第5章 总结与展望
    5.1 论文工作总结
    5.2 下一步工作方向
参考文献
附录
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(10)基于板载光收发组件技术的吉比特无源光网络单元硬件电路设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 PON技术的发展
        1.2.1 几种常用PON技术介绍
        1.2.2 APON,EPON及 GPON技术的比较
    1.3 国内外研究现状及趋势
    1.4 本课题研究的目的与意义
    1.5 论文的主要内容与章节安排
第二章 GPON的体系架构与光模块原理
    2.1 GPON的体系结构和协议模型
        2.1.1 GPON的体系结构
        2.1.2 GPON的协议模型
    2.2 GPON系统的工作原理
    2.3 光模块基本原理
    2.4 本章小结
第三章 GPON ONU硬件设计与解决方案
    3.1 GPON ONU功能需求分析
    3.2 设计目标
    3.3 设计方案
    3.4 本章小结
第四章 GPON ONU硬件电路的具体设计
    4.1 PMD层电路设计
        4.1.1 BOB电路总体方案
        4.1.2 BOSA的选取
        4.1.3 BOSA驱动电路的设计
    4.2 GTC层外围电路及管理控制电路设计
        4.2.1 GTC层外围电路的设计
        4.2.2 管理控制电路的设计
    4.3 其他电路设计
        4.3.1 电源电路的设计
        4.3.2 时钟电路的设计
    4.4 GPON ONU系统的PCB实现
    4.5 本章小结
第五章 验证测试与结论
    5.1 BOB光模块验证测试
    5.2 GPON ONU性能测试
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
附录1
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

四、光纤与以太网桥接转换器的设计及实现(论文参考文献)

  • [1]基于海思处理器的分布式数据采集系统桥接子系统硬件研发[D]. 蔡熙. 浙江大学, 2021(01)
  • [2]宽带信号高速采集与传输系统关键技术研究[D]. 和爽. 中北大学, 2020(10)
  • [3]基于内存计算的海洋地震拖缆水上记录系统关键技术研究[D]. 丁治国. 中国科学技术大学, 2020
  • [4]软件定义协议转换关键技术研究[D]. 苗力心. 战略支援部队信息工程大学, 2020(10)
  • [5]BATMAN路由协议在微震数据传输系统中的应用研究[D]. 彭诺. 桂林电子科技大学, 2020(02)
  • [6]基于CMOS图像传感器的多路超高清视频采集与传输系统[D]. 刘博熙. 华东师范大学, 2020(12)
  • [7]无线激光网桥系统研究[D]. 丛妍. 长春理工大学, 2019(01)
  • [8]基于Smartfusion2的分布式数据采集传输节点硬件设计[D]. 王益民. 浙江大学, 2019(03)
  • [9]重离子加速器电源实时数字控制调节器研究[D]. 崔渊. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2018(04)
  • [10]基于板载光收发组件技术的吉比特无源光网络单元硬件电路设计与实现[D]. 顾峥峣. 上海交通大学, 2019(06)

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光纤与以太网桥接转换器的设计与实现
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