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基于PC755和PC107A的单板计算机的开发

作　者: 何斌
导　师: 沈晓峰；陈刚
学　校: 电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: PC755 PC107A 核心处理模块单板计算机 VxWorks 1553B
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 39次
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内容摘要

电子侦察是利用电子设备对敌方通信、雷达、导航和电子干扰等设备所辐射的电磁信号进行侦收、识别、分析和定位,从中获取情报,或以此为依据实施电子对抗和反对抗的措施。从电子侦察的定义上看,在电子侦察系统中,控制、通信和信号处理的功能单元必不可少。随着嵌入式系统的发展,工业控制、通信和信号处理领域对嵌入式计算的需求越来越高。PowerPC G3系列的典型CPU PC755在整体性能上非常出众,搭配桥片PCI07A可组成强大的嵌入式核心处理模块。本文正是基于该嵌入式计算机核心模块,辅以各类外围设备,完成了嵌入式单板计算机的硬件设计。VxWorks是美国Wind River System公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统,具有可靠性高、实时性强、可裁减性等特点。其开发环境为Tornado或Workbench,提供了更丰富的调试、仿真环境和工具。本文主要论述了运用多种嵌入式软硬件开发工具和技术,对某电子侦察系统的控制处理单元的硬件设计步骤和在该硬件平台上建立VxWorks操作系统的过程。论述着重突出了“核心处理模块”的核心作用。试样设计过程中,利用高速PCB设计技术解决了单板计算机高速走线和多电源分布等硬件设计方面的难点；利用FPGA技术实现了PCI总线到Local Bus总线转换及串行中断设计等逻辑设计方面的难点；利用DSP开发技术保障了1553B通信系统的高效运转；利用底层软件开发技术完成了板内所有硬件在VxWorks操作系统下的底层驱动设计和用户接口函数的编写。通过论文的论述,我们可以看到,PowerPC处理器与VxWorks操作系统这一强大的嵌入式组合在工业控制和信号处理领域拥有良好的应用前景。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-13
  1.1 课题背景  10
  1.2 课题研究意义  10-11
  1.3 工作任务及论文结构  11-12
  1.4 本章小结  12-13
第二章单板计算机整体架构  13-21
  2.1 工业控制和数字信号处理技术简介  13-14
    2.1.1 工业控制技术简介  13
    2.1.2 数字信号处理技术简介  13-14
  2.2 单板计算机的技术指标  14-15
    2.2.1 硬件技术指标  14-15
    2.2.2 软件技术指标  15
  2.3 核心处理模块的器件选型  15-18
    2.3.1 PowerPC选型  15-18
    2.3.2 北桥芯片  18
  2.4 核心处理模块的技术指标  18-19
  2.5 单板计算机的实际硬件技术指标和结构框图  19-20
    2.5.1 单板计算机实际硬件技术指标  19-20
    2.5.2 单板计算机硬件结构框图  20
  2.6 本章小结  20-21
第三章单板计算机的硬件设计  21-40
  3.1 核心处理模块的设计  21-25
    3.1.1 核心处理模块的工作模式的配置  21-22
    3.1.2 上电复位配置  22-23
    3.1.3 时钟设计  23-24
    3.1.4 JTAG口和引导Flash  24-25
  3.2 电源设计  25-27
    3.2.1 电源模块设计  25
    3.2.2 电源层设计  25-27
  3.3 SDRAM的设计  27-28
  3.4 中断设计  28
  3.5 PCI总线  28
  3.6 本地总线  28-29
  3.7 网络接口设计  29
  3.8 应用FLASH设计  29-30
  3.9 实时时钟设计  30
  3.10 串行接口设计  30-31
  3.11 并行接口设计  31
  3.12 定时器设计  31
  3.13 看门狗设计  31
  3.14 FPGA设计总结  31-34
    3.14.1 ISE开发平台和Verilog设计语言  32-33
    3.14.2 串行中断的FPGA设计  33
    3.14.3 Local Bus2的FPGA设计  33-34
  3.15 外部扩展插头  34
  3.16 单板计算机外形图  34-35
  3.17 1553B通信系统  35-38
    3.17.1 控制DSP  36-37
    3.17.2 双口存储器  37
    3.17.3 1553B接口芯片  37-38
  3.18 测试系统的硬件设计  38-39
  3.19 本章小结  39-40
第四章单板计算机系统资源的分配  40-43
  4.1 地址空间的分配  40-41
    4.1.1 核心处理模块的地址空间资源  40-41
    4.1.2 单板计算机地址空间分配  41
  4.2 中断资源的分配  41-42
  4.3 本章小结  42-43
第五章 VXWORKS操作系统的建立  43-51
  5.1 VXWORKS操作系统介绍  43-45
    5.1.1 VxWorks操作系统的组成  43-44
    5.1.2 VxWorks的特点  44-45
  5.2 VXWORKS的开发平台TORNADO  45-47
  5.3 VXWORKS操作系统的引导和建立  47-50
    5.3.1 VxWorks BSP的开发  47-48
    5.3.2 操作系统引导文件BootROM  48
    5.3.3 操作系统镜像文件VxWorks  48-50
  5.4 硬件接口函数和自检代码设计  50
    5.4.1 硬件接口函数  50
    5.4.2 自检代码设计  50
  5.5 本章小结  50-51
第六章单板计算机的调试与测试  51-56
  6.1 上电调试  51-54
    6.1.1 上电准备和检查  51
    6.1.2 上电和终端显示  51-52
    6.1.3 格式化Flash  52-53
    6.1.4 拷贝测试代码  53-54
  6.2 自检测试  54-55
  6.3 系统试用  55-56
第七章总结与展望  56-58
  7.1 论文总结  56
  7.2 对进一步设计的展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-60

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