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基于反射内存网络的实时网络关键技术的研究
| 论文题名： | 基于反射内存网络的实时网络关键技术的研究 |
| 关键词： | 船舶导航系统;实时性;反射内存网络;通信协议栈;接口函数;中断管理 |
| 摘要： | 随着计算机技术以及网络技术的迅猛发展,提高网络性能成为导航系统未来的发展趋势,传统的通信方式在实时性方面存在局限,为了进一步提高导航系统的实时性以及可靠性,就要求采用一种新的网络通信方式,达到系统在网络传输实时性以及可靠性上的要求。 综合导航系统在船舶航行过程中发挥着重要作用,通过对导航系统中的各设备进行合理组合,改变了以往单一导航的方式,实现了导航信息的快速处理、传输及显示,向航海长实时可靠的提供最优导航信息。本文以船舶导航系统为背景,根据系统在实时性以及可靠性方面的要求,在系统中对实时性要求较高的部分引入反射内存通信方式。通过反射内存实时网络的构建,并与现有的船舶导航通信网络互连,共同构建导航系统网络平台,更好的为导航系统提供服务。 首先,通过对综合导航系统网络通信进行分析,提出了反射内存实时网络总体设计方案,从实时管理和网络协议栈两方面给出设计方案。在实时管理方面对反射内存进行内存划分、时间管理和中断管理;在网络协议栈方面,根据导航系统需求设计一个基于反射内存网络的通信协议栈。同时研究了反射内存网络的构建,根据反射内存网络的原理和特点对反射内存网络进行了性能比较与测试,并简要介绍了软件开发平台VxWorks以及交叉开发环境的搭建。 其次,研究了本文使用的VMIC-5565反射内存卡的硬件原理框架以及内部寄存器关键位设置,实现了反射内存网络接口驱动,包括设备打开关闭、初始化、板卡配置、数据传输以及中断控制,为上层通信协议提供接口函数,实现了通过反射内存卡的数据发送和接收过程。 最后,针对导航系统的特点和功能要求,从内存划分、时间统一以及中断管理三方面对实时管理技术进行设计,实现了对反射内存空间的划分、时统区的时间同步和中断类型及优先级的管理;网络通信是本文的重点,在网络通信方面,实现了一个移植性好、层次清晰、结构简单的轻型TCP/IP协议栈,确保了实时性与可靠性的均衡。设计内容主要包括节点数据传输操作、内存管理、应用程序接口和网络接口层设计,并重点设计和实现了五个协议模块:ARP协议、IP协议、ICMP协议、UDP协议和TCP协议。 文章的最后对协议栈各模块进行了功能测试,并从实时性、可靠性和可扩展性方面对网络通信性能进行分析。测试表明,本文实现的反射内存实时网络通信系统能够满足导航系统的要求。 |
| 作者： | 纪红 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 袁赣南 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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