SpaceWire路由器IP核的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著空間探測技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星上攜帶了越來越多的觀測儀器和設(shè)備,特別是出現(xiàn)了越來越多的成像類儀器。這就導(dǎo)致了星載電子設(shè)備產(chǎn)生和待處理的數(shù)據(jù)總量迅猛增長,對設(shè)備之間用于信息交換的總線提出了更高的要求。
　　 SpaceWire是ESA于2003年提出的一種串行、高速、點(diǎn)對點(diǎn)、全雙工的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),能很好地滿足現(xiàn)代星載設(shè)備間高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。目?SpaceWire技術(shù)得到了各航天大國的重視,并且已經(jīng)在許多航天任務(wù)中得到了應(yīng)用。隨著

2、應(yīng)用的深入,構(gòu)建SpaceWire網(wǎng)絡(luò)是必然趨勢,而SpaceWire路由器擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)交換的任務(wù),是SpaceWire網(wǎng)絡(luò)中的核心器件。因此,開展對SpaceWire路由器的研究具有重要意義。
　　 本課題在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,確定了SpaceWire路由器的功能和性能需求,設(shè)計(jì)了支持7個(gè)SpaceWire端口的SpaceWire路由器IP核,并進(jìn)行了軟件仿真和硬件測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該路由器IP核支持SpaceWire數(shù)據(jù)包的物

3、理尋址和邏輯尋址,實(shí)現(xiàn)了高、低優(yōu)先級(jí)和循環(huán)優(yōu)先級(jí)相結(jié)合的裁決機(jī)制,能夠完成群組路由功能。根據(jù)仿真結(jié)果分析,每個(gè)端口理論上都支持高達(dá)200Mbit/s的SpaceWire鏈路速率。
　　 本課題的創(chuàng)新之處在于:
　　 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了裁決cell這一基本邏輯單元,提出了一種基于裁決cell互連結(jié)構(gòu)的裁決功能實(shí)現(xiàn)方案。該方案取得了很好的效果,一方面,可以使裁決功能的實(shí)現(xiàn)邏輯清晰化,有效解決了SpaceWire路由器仲裁規(guī)模大、仲

4、裁機(jī)制復(fù)雜的難題；另一方面,因?yàn)閷?shí)現(xiàn)裁決功能的基本邏輯單元相同,所以便于通過增加裁決cell數(shù)量擴(kuò)大裁決規(guī)模,從而增加路由器的SpaceWire端口數(shù),這種方案大大增強(qiáng)了路由器的可擴(kuò)展性。
　　 本課題設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的SpaceWire路由器IP核加上SpaceWire CODEC后能夠?qū)崿F(xiàn)SpaceWire數(shù)據(jù)包的路由交換功能,而且可以很方便地應(yīng)用在SOC系統(tǒng)中,具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。同時(shí),本課題的研究成果為SpaceWire網(wǎng)絡(luò)技術(shù)