虛擬試驗(yàn)平臺(tái)硬件接入網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì).pdf

1、虛擬試驗(yàn)平臺(tái)中,有大量的實(shí)物、半實(shí)物設(shè)備需要接入。相比于平臺(tái)內(nèi)虛擬資源,實(shí)物、半實(shí)物設(shè)備可靠性更高、驗(yàn)證效果更好、更加直觀具體,能夠更好的反應(yīng)虛擬試驗(yàn)的驗(yàn)證目標(biāo),目前很多的虛擬試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)都是基于實(shí)物半實(shí)物設(shè)備開(kāi)發(fā)的。然而多種多樣的外部設(shè)備具備多種多樣的接口規(guī)范,UART、以太網(wǎng)、1553B等總線都是當(dāng)下工業(yè)總線中的熱門研究對(duì)象,研究如何將這些不同接口規(guī)范的實(shí)物、半實(shí)物設(shè)備接入到虛擬試驗(yàn)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備自由接入,是虛擬試驗(yàn)驗(yàn)證的重要一

2、步。為了實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備的實(shí)時(shí)支持,需要研究實(shí)物設(shè)備的硬件接入網(wǎng)關(guān)技術(shù)。
　　本文通過(guò)對(duì)常見(jiàn)接口規(guī)范的實(shí)物設(shè)備協(xié)議進(jìn)行深入的總結(jié)和研究,細(xì)化并實(shí)現(xiàn)了三層協(xié)議描述方法,實(shí)現(xiàn)了虛擬PC代理節(jié)點(diǎn)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器及外圍設(shè)備三者之間協(xié)議的統(tǒng)一描述。并設(shè)計(jì)了硬件接入網(wǎng)關(guān)與相應(yīng)的接口,以及PC機(jī)上的RTX驅(qū)動(dòng)程序,自下而上實(shí)現(xiàn)了一套驗(yàn)證硬件接入網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)。
　　硬件方面,物理層以DSP+FPGA為核心,設(shè)計(jì)了高性能的協(xié)議轉(zhuǎn)換器,DSP選型為DM6

3、42,FPGA選型為EP2C35,可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)協(xié)議匹配、協(xié)議轉(zhuǎn)換,以及對(duì)通信接口的通信。以母板、子板相結(jié)合的方式,設(shè)計(jì)了統(tǒng)一模式的母板,以及不同接口的子板,包括UART子板、以太網(wǎng)子板以及1553B子板。母板上留有插槽可插接子板,這樣提高了母板靈活性,降低了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。
　　軟件方面,協(xié)議層的軟件以CCS2.20為開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行DSP程序開(kāi)發(fā),以太網(wǎng)卡的TCP/IP協(xié)議棧采用了TI公司的NDK,在DSP/BIOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)。