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基于TMS320DM642的LXI通用接口板研制

作　者: 宋升金
导　师: 孙震
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: LXI DM642 DSP/BIOS IEEE1588 DP83640
分类号: TP216
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

目前，LXI总线技术已经被广泛应用到测试仪器中，从而构成网络化、分布式的测试系统。LXI仪器由LXI接口和功能电路两部分组成，为了加快开发效率，研制基于DM642的LXI通用接口板，实现LXI接口，结合功能板就能够组成不同的LXI测试仪器，而且DM642在DSP/BIOS操作系统下能够轻松的访问其丰富的外设资源，使得功能板驱动程序的开发相对传统的设计方案变得简单。在深入分析课题的功能要求与技术指标的基础上，提出了系统的软硬件设计方案。在硬件方面，以TI公司高性能数字信号处理器TMS320DM642为核心，设计具有A类LXI仪器接口的硬件电路，包括CPU及外围电路、网络通讯接口、实时时钟接口、硬件触发接口、功能扩展接口五个部分。在软件方面，嵌入TI公司嵌入式实时操作系统DSP/BIOS，完成LAN通讯、Web服务器、LAN发现、IEEE1588精密时钟同步以及DM642上电引导五部分的详细设计。在LAN通讯方面，移植了网络工具开发包（NDK）并设计网络通讯程序；Web服务器部分介绍了NDK中HTTP服务的使能，网页文件编写、转换与加载以及CGI响应函数的编写；LAN发现方面在仔细研究VXI-11协议的基础上，设计了端口映射程序（PORTMAP）和RPC服务器程序；精密时钟同步部分首先设计了DP83640与PCF8583的驱动程序，然后移植并改进了PTPd1.0，实现时钟同步功能的同时，并获得了较高的同步精度；最后完成了DM642的上电引导设计，使得接口板能够上电自动加载程序，从而脱立仿真器运行。最后，对接口板进行了详细的测试，各个功能运行正常，达到了设计指标，完全符合设计要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-12
  1.1 课题背景  9
  1.2 目的和意义  9
  1.3 国内外研究现状及分析  9-10
    1.3.1 国外相关技术发展现状及分析  9-10
    1.3.2 国内相关技术发展现状及分析  10
  1.4 主要研究内容  10-12
第2章方案设计  12-30
  2.1 功能要求与技术指标  12-13
  2.2 系统方案设计  13-15
    2.2.1 方案选择  13-14
    2.2.2 本课题系统方案  14-15
  2.3 硬件方案设计  15-19
    2.3.1 主处理器选择方案  15-16
    2.3.2 网络通讯接口方案  16-18
    2.3.3 实时时钟接口方案  18-19
    2.3.4 硬件触发接口方案  19
    2.3.5 功能扩展接口方案  19
  2.4 软件方案设计  19-29
    2.4.1 LAN 通讯方案  19-22
    2.4.2 WEB 服务器方案  22
    2.4.3 LAN 发现方案  22-23
    2.4.4 IEEE1588 精密时钟同步方案  23-26
    2.4.5 DM642 上电引导方案  26-29
  2.5 本章小结  29-30
第3章硬件设计  30-44
  3.1 CPU 及外围电路设计  30-37
    3.1.1 电源电路设计  30-32
    3.1.2 复位电路设计  32-33
    3.1.3 JTAG 电路设计  33-34
    3.1.4 存储空间扩展  34-37
  3.2 网络通讯接口设计  37-39
  3.3 实时时钟接口设计  39-40
  3.4 硬件触发接口设计  40-41
  3.5 功能扩展接口设计  41-42
  3.6 布局布线要求  42-43
  3.7 本章小结  43-44
第4章软件设计  44-70
  4.1 LAN 通讯功能设计  44-47
    4.1.1 NDK 的移植与协议栈的启动运行  44-46
    4.1.2 LAN 通讯程序设计  46-47
  4.2 WEB 服务器设计  47-51
    4.2.1 WEB 服务器的配置过程  48
    4.2.2 服务器网页的设计  48-49
    4.2.3 网页文件格式转换与加载  49-50
    4.2.4 CGI 函数的编写  50-51
  4.3 LAN 发现功能设计  51-55
    4.3.1 端口映射程序（PORTMAP）设计  52-54
    4.3.2 RPC 服务器程序设计  54-55
  4.4 IEEE1588 精密时钟同步设计  55-65
    4.4.1 DP83640 驱动程序设计  55-56
    4.4.2 PCF8583 驱动程序设计  56-62
    4.4.3 PTPd1.0 移植与改进  62-65
  4.5 DM642 上电引导设计  65-69
    4.5.1 二级引导代码设计  65-67
    4.5.2 DM642 上电引导实现  67-69
  4.6 本章小结  69-70
第5章系统测试与结果分析  70-81
  5.1 系统调试过程中遇到的困难  70-71
  5.2 LAN 通讯功能测试  71-73
  5.3 WEB 服务器功能测试  73-75
  5.4 LAN 发现功能测试  75-76
  5.5 精密时钟同步功能测试  76-79
    5.5.1 同步精度测试方法  76-77
    5.5.2 同步精度测试结果及分析  77-79
  5.6 DM642 上电引导测试  79-80
  5.7 本章小结  80-81
结论  81-82
参考文献  82-85
攻读学位期间发表的学术论文  85-87
致谢  87

基于TMS320DM642的LXI通用接口板研制

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