SpaceWire路由器IP核的設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著空間探測技術的發(fā)展,衛(wèi)星上攜帶了越來越多的觀測儀器和設備,特別是出現(xiàn)了越來越多的成像類儀器。這就導致了星載電子設備產(chǎn)生和待處理的數(shù)據(jù)總量迅猛增長,對設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、點對點、全雙工的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡標準,能很好地滿足現(xiàn)代星載設備間高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆Ｄ壳?SpaceWire技術得到了各航天大國的重視,并且已經(jīng)在許多航天任務中得到了應用。隨著

2、應用的深入,構建SpaceWire網(wǎng)絡是必然趨勢,而SpaceWire路由器擔負著數(shù)據(jù)交換的任務,是SpaceWire網(wǎng)絡中的核心器件。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)研的基礎上,確定了SpaceWire路由器的功能和性能需求,設計了支持7個SpaceWire端口的SpaceWire路由器IP核,并進行了軟件仿真和硬件測試。實驗結果表明,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,實現(xiàn)了高、低優(yōu)先級和循環(huán)優(yōu)先級相結合的裁決機制,能夠完成群組路由功能。根據(jù)仿真結果分析,每個端口理論上都支持高達200Mbit/s的SpaceWire鏈路速率。
　　 本課題的創(chuàng)新之處在于:
　　 設計并實現(xiàn)了裁決cell這一基本邏輯單元,提出了一種基于裁決cell互連結構的裁決功能實現(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、裁機制復雜的難題；另一方面,因為實現(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),這種方案大大增強了路由器的可擴展性。
　　 本課題設計實現(xiàn)的SpaceWire路由器IP核加上SpaceWire CODEC后能夠實現(xiàn)SpaceWire數(shù)據(jù)包的路由交換功能,而且可以很方便地應用在SOC系統(tǒng)中,具有較強的實用價值。同時,本課題的研究成果為SpaceWire網(wǎng)絡技術