嵌入式系统中HiperLAN/2数据链路协议的设计与实现

嵌入式系统中HiperLAN/2数据链路协议的设计与实现

一、HiperLAN/2数据链路协议在嵌入式系统中的设计和实现(论文文献综述)

廖张梦[1](2021)在《面向嵌入式系统的实时传输与接口技术研究》文中进行了进一步梳理工业控制、医疗装备、汽车电子等领域有大量的嵌入式系统需求,随着实时传感器数据融合、信号大数据在线处理等需求的提高,嵌入式系统架构需要具备更强的实时流处理与数据传输能力。同构的嵌入式CPU、DSP架构往往难以满足复杂流数据处理场景的需求,基于FPGA与CPU结合的异构架构,能够发挥其可灵活定制的优势实现高并发的预处理和复杂数据传输,同时具有功耗低、扩展性好等特点。面向高性能嵌入式信号处理系统需求,本文提出一种传输链路规范化、通用化、可灵活重构的多片FPGA加嵌入式CPU的架构。针对该架构,本文着重研究并设计了FPGA的内外部的灵活互联接口,给出FPGA与嵌入式CPU的控制和传输方案,实现了FPGA和嵌入式CPU在实时数据传输层面的协同。本文的主要工作如下:1)建立并实现了FPGA与嵌入式CPU的PCIe链路,然后完成基于DMA的数据传输,采用命令队列的方式来解决流传输过程中由命令处理延时导致的数据间断问题,通过灵活设定采样量来平衡数据传输的带宽和实时性。2)构建FPGA上的互联基础架构,包括PCIe接口、DMA、以及DDR等模块的互联,该架构可在不改变硬件逻辑的前提下实现多种方式的数据传输,并使用通用接口加中间模块的方式降低模块的耦合深度,具有较好的灵活性和通用性。3)完成了一种高效率的AXI协议接口DMA模块,该DMA模块可对命令进行AXI事务拆分,使软件在发送命令时无需考虑协议4K边界的问题。最后构建了测试平台进行测试和验证。实验结果显示:FPGA与嵌入式CPU之间可实现超过3GB/s的数据传输,FPGA之间通过Aurora可实现超过14GB/s的高带宽传输。在嵌入式CPU管理控制下,系统可以实现实时流数据传输、缓存、数据回放等多种方式的数据传输,表明系统能够实现处理器单元之间的协同和高效稳定传输,验证了架构和传输方案的可行性。

王宁[2](2021)在《基于Zynq平台的Linux实时性研究及在FC网络中的应用》文中指出在航电地面仿真系统中,普遍使用FC网络进行设备间高速的数据传输。系统中的FC-AE-ASM节点卡目前使用“x86+FPGA”分立式软硬件架构实现,该架构采用传统的“先硬件后软件”的设计模式,过程中需要反复迭代,开发周期长且成本高,经常在软硬件联调时出现不可预期的错误。本文给出了一个基于Xilinx Zynq全可编程平台的FC-AE-ASM节点卡设计方案,Zynq平台在单个芯片中集成了双核ARMCortex-A9处理器和FPGA,两者通过AXI片内总线连接,与“x86+FPGA”架构相比,明显提高了硬件利用率,降低了功耗,且使得软硬件之间的设计更具有协同性和灵活性。另外,由于航电地面仿真系统对操作系统的实时性有较高的要求,而Linux从诞生到目前的发展,一直被用作通用分时操作系统,实时性没有得到足够的重视。故本文的另一个重点是构建基于Zynq-7000 SoC的实时Linux系统,以满足设计需求。本文的主要工作如下:1.根据研究背景和工程需求,分析限制Linux系统实时性的主要因素,采用Preempt-RT patch的方式实时化改造Linux内核。2.完成数据交互通道的设计:对比几种不同的数据传输方式,选择使用AXIHP接口和PL端DMA的方式实现软硬件数据的传输。3.在Linux设计架构下,设计节点卡驱动程序。配合硬件完成FC帧的接收与发送,并提供控制机制实现应用层对硬件的控制。4.设计节点卡应用程序,主要功能包括与总控机建立通信,解析并执行总控机的命令。5.对改造后的实时Linux和标准Linux进行任务响应延迟测试并对比,其中实时Linux的最大响应延迟仅为69μs,验证了实时改造的有效性。同时搭建测试平台,对FC-AE-ASM节点卡进行性能和功能测试,验证了其在传输速率满足工程需求的同时,可以完成数据传输功能。

张雪梅[3](2021)在《国产化某OS中IP协议族的研究与应用》文中提出随着科学技术的不断发展,越来越多的嵌入式系统被应用在军事、航空航天、工业控制、卫星通信等多个领域。然而,近年来国际上频繁发生威胁国家信息安全的事件,促使我国加快了构建自主可控的软件生态体系步伐,作为软件行业基础的操作系统重新备受关注。为了进一步保障国家的信息安全以及早日实现完全的自主可控,本项目基于中航工业研究所研发的国产化操作系统,开发一套符合该操作系统特点的TCP/IP网络协议栈。该国产化操作系统采用微内核设计,支持多种国产CPU芯片和处理器,是一款综合化的、具有时间隔离和空间分离特点的嵌入式实时分区操作系统。国产化某操作系统的研发迈出了我国自主可控的第一步,该操作系统上的网络协议栈必须自主设计和实现,为此本项目主要做了以下几个方面的工作:(1)学习了嵌入式操作系统及其网络协议栈的发展历史和特点,并对国产化某操作系统的体系结构、功能特点以及集成开发环境进行详细分析,深入了解国产化某操作系统提供的系统支持,为内存分配策略和通信机制的设计打下基础。(2)学习了符合RFC标准的IP协议族的相关理论,设计和实现了包括IP协议,ARP协议和ICMP协议的各个功能模块;同时,以IP协议族为中心,设计和实现了它与传输层、数据链路层的接口以及网络协议栈的缓冲区,并将其作为一个组件集成到操作系统中。(3)为了将实现的协议栈应用在国产化某操作系统中,先搭建测试环境,测试本项目实现的各个功能模块是否完备,测试的内容包括:以IP协议族为核心的网络层能否为传输层提供透明的传输服务,协议栈中其他层能否相互配合完成远程登录及文件上传下载等网络传输功能。综上所述,本文在了解和分析国产化某操作系统的特点、提供的系统服务之后,根据实际应用需求设计网络协议栈的体系结构,并遵循RFC文档中IP协议族的理论规范实现了 IP协议族中各协议的所有功能模块,最后通过测试证明在国产化某操作系统上设计开发的网络协议栈具备通信功能。

徐文静[4](2021)在《国产化某操作系统中Telnet及FTP协议的研究》文中提出随着现代计算机科学技术的发展以及互联网技术的进步,全球性信息化社会正在快速地形成,与此同时信息安全对于国家经济发展和社会稳定的重大影响正日益凸显,发展自主可控的国产化操作系统技术已刻不容缓。我国目前主流的嵌入式操作系统大都是从国外引进的,尤其当涉及国家军事、航空航天等重要领域时,安全问题成为重中之重,要时刻警惕外部攻击者会利用操作系统的特权“升级”或者后门程序等技术漏洞绕过系统的安全运行机制,获取用户的隐私和数据。因此,我国对拥有自主知识产权的国产化操作系统的重视和保护程度不断提高。本项目结合某国产操作系统网络协议栈的研发过程,研究该协议栈的远程登录和文件传输模块,主要针对Telnet协议和FTP协议在国产嵌入式操作系统中的设计与应用。首先对国产某操作系统应用层协议以及Socket模块的函数调用接口进行研究与分析,结合SOCKET虚拟化技术在现有网络模型TCP/IP的应用层和传输层之间插入BSD4.4 Socket,完成Telnet协议和FTP协议直接与BSD4.4 Socket进行对接。其次在Telnet协议中设计服务器端可同时产生多线程,针对客户端优化了基于Liunx系统下的有限状态机并设计出简化了选项协商的新状态机,调试通过并应用于国产操作系统;在FTP协议中设计了错误自动调试功能,并对数据的发送函数与接收函数进行优化,使传输速率得到一定的提高。最后实现国产平台的BSD4.4 Socket接口,并采用剥离应用文件的方法,将写好的Telnet协议和FTP协议源代码与BSD4.4 Socket协议结合,实现了国产某嵌入式操作系统的移植。测试部分先在Linux环境下运行成功后,移植到某航天领域的国产化系统环境中进行测试并通过。论文研究和实现的基于国产操作系统的远程登录和文件传输系统,满足了设计要求,达到预期的目标。系统实行内嵌的Telnet协议和FTP协议,为国产化平台提供了更完善的功能,并且具备低功耗,高安全性等特点,最重要的是能达到的自主可控的目的。

林钊安[5](2021)在《基于自组网的安全策略研究》文中研究指明无线自组织网络是一种去中心化网络,其由多个ad hoc节点组成,具有部署灵活和鲁棒性强的特点。随着集成电路和Wi-Fi技术的发展,无线自组织网络逐渐成为研究热点,当前已出现一批得到普遍认可的自组网协议。常见自组网协议中,攻击者往往可以通过违反协议的方法瘫痪网络。针对自组网协议存在安全缺陷的问题,本文提出了适用于嵌入式平台的安全策略,主要工作如下:1.根据对BATMAN.adv协议的分析,结合网络的运行规则,提出了一种该协议的网络运行模型,并指出了实现攻击的方法和原理。充分考虑网络在密钥安全和密钥泄露两种条件下的安全问题,提出了网络安全模型。2.针对协议易受攻击的问题,提出一种基于邻居节点身份认证的安全策略,这一策略可以确保密钥安全条件下的自组网安全。分别结合AES、SHA-2、RSA和ECC四种加密算法,实现了四个版本的安全策略。将这些安全策略分别应用于BATMAN.adv自组网路由协议,并在嵌入式平台进行测试。经测试,结果表明安全策略的引入避免了黑洞攻击,且节点资源消耗增加不明显。3.部分节点泄露密钥将引起全网的安全风险,针对这一问题,提出了OGM包特征共识机制,为保障这一共识机制,进一步提出了基于单向序列的安全策略,而单向序列基于密码学中的固定输入长度抗碰撞哈希函数和数字签名实现。这一策略能够在密钥泄露条件下最大限度的保障自组网安全。经数学推导得出,基于不同加密算法的策略之间安全性的差异。将这一策略应用于BATMAN.adv网络并在嵌入式平台中进行测试。测试结果表明这一策略避免了黑洞攻击,且适合嵌入式平台。

吕传磊[6](2021)在《面向数据收集的水声传感网络媒体接入控制技术》文中指出水声传感网络(Underwater Acoustic Sensor Networks,UWASNs)是探索、观测及利用海洋的重要基础设施,媒体接入控制(Medium Access Control,MAC)协议是其中的关键技术之一。MAC协议负责分配信道资源,保证网络节点尽可能合理地共享信道。论文以数据收集为应用场景,研究水声传感网络的MAC协议。针对现有协议存在多应用适应或分区域服务质量(Quality of Service,QoS)要求支持不足与协议自适应调整方法单一的问题,论文提出了一种基于估计与侦听机制的自适应混合MAC协议,通过节点运行不同类型协议满足分区域QoS要求,并利用协议自适应方法提升性能。论文针对不同类型协议的特点,在调度协议中利用时延估计与协议调整机制,自适应地根据信道与负载的变化改变协议参数与交互过程,提高信道利用率与能效;在预约协议中利用被动侦听与拆分传输机制,减少与其它协议的冲突,并充分利用信道空闲时间,降低端到端时延;还设计了一种公平性策略保证不同节点的公平性。仿真结果表明,所提出的MAC协议能够较好地支持多应用适应或分区域QoS要求,具有更好的传输性能。为了进一步提升能效与解决部分协议参数设置问题,论文设计了一种MAC协议跨层设计与通信决策的方法。在所设计MAC协议中,通过跨层设计,协议获取信道状况等信息用于控制物理层发送功率,并采用规则与案例结合的通信决策方法,追踪外部环境变化,减少决策误差,提升能效。仿真结果表明,论文设计的决策系统能够以较低的复杂度实现较高的决策准确度,通信消耗也较低。通过实验室试验与海上试验,进一步验证论文提出的MAC协议与决策系统的性能。在实验室试验中,通过在资源受限的嵌入式系统上实现MAC协议与决策系统,比较验证了论文设计与实现的可部署性、有效性。在海上试验中,通过在实际环境中部署论文所设计MAC协议的调度协议,验证了所设计的调度协议部分有较好的传输性能,验证了设计机制的有效性,符合设计预期。论文研究水声传感网络的MAC协议,取得的技术研究与工程实现成果,对面向数据收集的水声传感网络任务具有重要的应用价值。

左家兴[7](2021)在《实时通信中间件设计与实现》文中指出通信中间件对上层应用软件提供了标准的接口服务,具有屏蔽底层复杂的多链路信息的功能,能够有效提高程序开发效率,解决软件之间、软件与底层操作系统之间的耦合性问题,在分布式雷达通信领域具有重要的研究价值。传统的通信中间件架构大多以客户端服务器模型为基础,采用远程过程调用(Remote Procedure Call,RPC)机制实现节点之间的数据交换。基于这种架构实现的通信系统,存在数据交换的效率低、耦合性强、传输方式单一等问题,不能满足未来雷达通信发展的需求。因此,本文针对传统通信中间件存在的以上问题,开展了一种低时延、松耦合的通信中间件的研究。重点研究了实时通信中间件的软件架构、关键模块的设计方案、实时数据传输的优化方法以及在多个平台上搭建测试环境对其性能进行验证,主要研究内容如下:1.针对传统通信中间件各通信节点动态加入、动态退出的功能难以实现,数据传输的实时性差等问题,基于数据分发服务(Data Distribution Service,DDS)的技术规范,设计了以主题为索引的实时通信中间件软件架构,为分布式实时数据传输提供了良好的运行环境。2.针对传统通信技术中各通信节点的耦合性强,实时数据传输的灵活性差等问题,基于以数据为中心的发布订阅(Data-Centric Publish-Subscribe,DCPS)机制,设计了兼容发布/订阅机制的信息库模块,解决了数据的异步传输及通信节点的强耦合问题。3.针对多样化的数据传输模式在传统通信中间件上难以实现的问题,研究了数据缓存模型以及多线程并发技术,设计了相互独立的数据缓存模块、多路数据收发模块,实现了多样化的数据传输模式。最后,本文在通用计算机平台、嵌入式TL5728平台及嵌入式Jetson TX2平台,搭建了测试环境,从实时性、耦合性及平台无关性方面对实时通信中间件进行验证。结果表明,本文设计的通信中间件能够发挥松耦合特性,在实时性方面,相比于Open DDS,获得了7.80%的提升。搭建混合测试平台,并基于行人目标检测算法的实测数据,验证了实时通信中间件在混合平台间的数据交互。

冯琛[8](2021)在《基于SAR的高性能协议处理引擎技术研究》文中研究表明高性能嵌入式系统的组成单元主要包括计算、网络和存储,针对日益增长的高速实时数据在线处理需求,本文面向网络和存储领域的协议处理关键技术展开研究,基于软硬件协同处理的拆组包架构,提出了一种高性能协议处理引擎。该引擎可以满足嵌入式系统中实时存储和网络交换的传输协议处理需求,具有很好的应用价值。本文首先对光纤通道协议、用户数据报协议等相关理论进行研究,然后以协议处理关键技术为切入点,结合应用需求设计了SAR(segmentation and reassembly,拆组包)协议处理引擎方案。面向嵌入式系统中实时存储数据的快速处理需求,本文基于SAR协议处理引擎构建了万兆以太网数据通信链路,该通信链路可以响应客户端的数据读取命令,实现实时存储数据的高速分发功能;面向嵌入式系统的网络交换需求,本文基于SAR协议处理引擎构建了光纤通道和万兆以太网链路,并通过软硬件协同完成对光纤通道协议和用户数据报协议的在线快速处理,从而实现网络交换的功能。验证和测试结果表明:客户端可以有效读取实时存储数据,协议处理引擎的最大数据分发速度可以达到1015.87MB/s;网络交换的双链路收发功能完成,协议处理引擎的用户数据报发送通道带宽约为150MB/s,接收通道带宽最大为390MB/s,光纤通道发送带宽最大为509MB/s。

贾卫卫[9](2020)在《基于IEEE1588v2协议的LTE小基站时钟同步系统研究》文中认为21世纪以来,移动互联网飞速发展,移动数据业务每年都呈倍数增长,这无疑增加了移动通信网络的压力,为此推出了5G的建设规划。对移动互联网而言,宏基站容易受地形地貌的影响时常存在着一些盲区,LTE小基站恰好可以弥补宏基站的不足,在很多公共站场和楼宇中得到了广泛应用。但由于网络环境的复杂化和网络设备的多样性,大到网络交换设备,小到路由器等通信设备都需要一个统一的时钟。目前卫星导航技术进行时钟同步成本较高,NTP网络时间协议实现时钟同步精度不足,综合时钟同步精度、可靠性及成本考虑,近年推出的IEEE1588v2时钟同步协议在通信领域中被广泛应用,因此本文基于此协议对LTE小基站时钟同步系统展开研究。首先通过查阅大量的国内外相关技术文献资料,对通信网络进行时钟同步的意义并对国内外有关卫星导航系统、NTP协议、PTP协议进行了认真的研究分析。接着对IEEE1588v2协议进行了详细的介绍,包括网络系统中设备的时钟种类、时钟报文和PTP协议引擎状态机的状态转换,其中重点介绍了时钟同步机制以及PTP协议所涉及到的关键技术。其次制定了基于STM32F107微处理器的IEEE1588v2协议的从时钟系统的软硬件时间戳设计方案。硬件设计包括微处理器芯片和以太网PHY芯片DM9161A的选型,微处理器最小系统电路、以太网PHY电路以及串口通信电路的设计。软件设计包含主程序设计、PTP引擎程序设计、时钟报文程序设计、PTP本地时钟调节程序设计以及Lw IP轻型TCP/IP协议栈的移植与应用。最后基于主时钟对所设计的从时钟系统的时钟同步精度进行测试。上位机通过网络封包专业分析软件Wireshark对撷取的主从时钟报文信息进行分析,分析结果表明主从时钟通信正常。通过Log Viewer日志工具软件对从时钟频率误差和时间误差数据进行存储,为观察数据波动采用Matlab软件进行仿真验证,得到时间偏差范围在1100ns以内。然后对从时钟进行PPS同步精度测试,利用示波器观测主从时钟时间的相位差,实测结果表明时钟同步偏差范围达到了LTE小基站时钟同步要求。

张怡路[10](2020)在《嵌入式IOT网关及自组网研究与实现》文中指出基于低成本、高效率中短距离通信技术实现的感知网络,能够弥补远距离电信网络成本昂贵的不足。具备较强运算能力的IOT(Internetof Things,IOT)网关可以与传感网络节点配合,使网络具有计算、控制、采集、执行等能力。网关节点的移动自组网对实现局部子网连接,拓展中短距离物联网的覆盖范围,具有重要意义。论文设计嵌入式IOT网关并研究网关的WIFI自组网技术。由于嵌入式平台运算能力及能源有限,路由协议是IOT网关能否高效组网的关键,论文对按需距离矢量路由协议AODV进行分析和优化,以提高IOT网关的组网能力。论文主要完成的工作如下:1.基于OSD3358微处理器设计实现IOT网关,并实现网关平台上的AODV路由模块。嵌入式网关包括微处理器模块、无线模块、数据采集与处理模块、存储模块、电源模块等部分。基于WL1835MOD无线模块实现网关的WIFI连接。在Linux操作系统下对AODV路由协议进行交叉编译和移植,完成组网测试。2.为提升路由协议的性能,研究基于AODV扩展的按需距离矢量多路径AOMDV协议并进行仿真。基于网络模拟平台实现AODV路由协议和AOMDV路由协议的仿真。仿真结果表明,AOMDV路由协议相比AODV路由协议具有较低的网络时延和路由发起频率,而且当网络拓扑结构发生快速变化时,AOMDV路由协议在分组投递率方面具有明显优势。3.提出一种基于节点能量优化的无线自组网按需多路径距离矢量路由协议E-AOMDV。针对AOMDV路由协议没有考虑移动节点能量引起的路由消耗问题,在路由协议中添加节点能量模型,通过能量控制策略均衡消耗网络中各节点的能量。仿真结果表明,E-AOMDV路由的端到端时延、网络开销、路由发起频率性能提升明显。

二、HiperLAN/2数据链路协议在嵌入式系统中的设计和实现(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、HiperLAN/2数据链路协议在嵌入式系统中的设计和实现(论文提纲范文)

(1)面向嵌入式系统的实时传输与接口技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 嵌入式系统处理架构
        1.2.2 嵌入式系统总线
    1.3 本文研究内容
2 相关技术
    2.1 FPGA及其资源简介
        2.1.1 FPGA的基本结构
        2.1.2 GTH收发器
    2.2 相关协议
        2.2.1 AMBA_AXI4协议
        2.2.2 PCIe协议概述
    2.3 DDR SDRAM简介
    2.4 本章小结
3 面向实时处理的嵌入式整体架构
    3.1 系统硬件架构
        3.1.1 处理器单元
        3.1.2 DDR大容量缓存
        3.1.3 FMC数据源接口
        3.1.4 系统扩展
    3.2 整体功能与接口方案
        3.2.1 整体功能
        3.2.2 接口方案
    3.3 数据传输方案
        3.3.1 基于DMA的数据传输
        3.3.2 实时流数据传输
        3.3.3 高速数据流缓存
        3.3.4 多类型数据组包上传
        3.3.5 数据回放
    3.4 本章小结
4 FPGA内部架构及接口实现
    4.1 FPGA内部架构
        4.1.1 IP integrator及 AXI互联核心
        4.1.2 基于AXI的系统互联
        4.1.3 时钟与带宽
    4.2 PCIe接口
        4.2.1 AXI Bridge for PCIe配置
        4.2.2 PCIe地址映射
        4.2.3 PCIe中断方案
        4.2.4 MSI-X中断实现
    4.3 DMA模块
        4.3.1 DMA命令获取
        4.3.2 DMA数据传输模块
        4.3.3 DMA的软件复位
        4.3.4 DMA仿真
    4.4 DDR缓存模块
    4.5 控制和状态寄存器
        4.5.1 系统控制寄存器
        4.5.2 算法寄存器
    4.6 Aurora传输模块
    4.7 本章小结
5 测试与验证
    5.1 DDR缓存测试
    5.2 DMA模块测试
    5.3 PCIe接口测试
        5.3.1 MSI-X中断测试
        5.3.2 数据传输测试
    5.4 Aurora传输测试
        5.4.1 速度和正确性测试
        5.4.2 流量控制测试
    5.5 整体传输测试
        5.5.1 测试平台
        5.5.2 数据源生成和校验
        5.5.3 实时流数据传输
        5.5.4 高速数据流缓存
        5.5.5 多数据类型组包上传
        5.5.6 数据回放
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献

(2)基于Zynq平台的Linux实时性研究及在FC网络中的应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
缩略词表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 航电地面仿真系统概述
    1.3 Linux实时化研究现状
    1.4 研究内容与章节安排
第二章 实时操作系统与关键技术分析
    2.1 实时系统概述
    2.2 实时操作系统
        2.2.1 实时操作系统概述
        2.2.2 实时操作系统性能指标
    2.3 Zynq开发平台
        2.3.1 Zynq-7000总体结构
        2.3.2 Zynq平台开发环境介绍
        2.3.3 Zynq开发流程
    2.4 AXI总线介绍
        2.4.1 AXI通道介绍
        2.4.2 AXI握手机制
        2.4.3 Zynq AXI接口
    2.5 FC相关协议分析
        2.5.1 FC协议概述
        2.5.2 FC-AE-ASM协议分析
    2.6 本章小结
第三章 Linux实时性分析与实时化改造
    3.1 Linux实时性研究
        3.1.1 Linux系统概述
        3.1.2 Linux的实时性限制
    3.2 Linux的实时化改造方案
        3.2.1 双内核方案
        3.2.2 修改内核源码方案
    3.3 Preempt-RT的关键技术研究
        3.3.1 优先级继承
        3.3.2 临界区可抢占
        3.3.3 中断线程化
    3.4 Preempt-RT的配置与移植
        3.4.1 交叉编译环境的搭建
        3.4.2 Preempt-RT的配置与移植测试
    3.5 本章小结
第四章 FC节点卡软件的设计
    4.1 航电地面仿真系统的构成
    4.2 FC节点卡整体架构
    4.3 数据交互通道方案选择与设计
        4.3.1 数据交互通道方案的选择
        4.3.2 数据交互通道的设计
    4.4 节点卡驱动程序的设计
        4.4.1 初始化模块
        4.4.2 数据发送模块
        4.4.3 数据接收模块
        4.4.4 控制模块
    4.5 节点卡应用程序的设计
    4.6 本章小结
第五章 测试与分析
    5.1 Linux实时性测试
        5.1.1 Cyclictest测试
        5.1.2 测试结果分析
    5.2 节点卡软件测试
        5.2.1 测试平台介绍
        5.2.2 测试方案
        5.2.3 收发功能测试
        5.2.4 传输性能测试
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间的科研项目和成果

(3)国产化某OS中IP协议族的研究与应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外典型的嵌入式实时操作系统
        1.2.2 典型的轻量级网络协议栈
    1.3 论文研究内容
    1.4 论文的组织结构
2 国产化某操作系统与IP协议族理论
    2.1 国产化某操作系统概况
        2.1.1 国产化某操作系统的功能
        2.1.2 国产化某操作系统的特点
        2.1.3 国产化某操作系统的体系结构
        2.1.4 国产化某操作系统的集成开发环境
    2.2 IP协议族相关理论
        2.2.1 IP协议理论和首部格式
        2.2.2 ARP协议理论和首部格式
        2.2.3 ICMP协议理论和首部格式
    2.3 本章小结
3 IP协议族相关的分析与设计
    3.1 网络协议栈框架设计
    3.2 网络协议栈组件设计以及与底层设备的通信
        3.2.1 组件概述及设计
        3.2.2 组件的读取顺序和管理
        3.2.3 协议栈与底层设备之间的通信
    3.3 IP协议族接口设计
        3.3.1 IP协议与传输层/ARP协议的接口
        3.3.2 TM_MUL层与IP协议/ARP协议的接口
    3.4 内存分配策略与数据包结构设计
        3.4.1 内存分配策略
        3.4.2 数据包结构体tmbuf
        3.4.3 数据包tmbuf的类型
    3.5 本章小结
4 IP协议族的实现
    4.1 网络协议栈缓冲区的实现
        4.1.1 动态内存池的实现
        4.1.2 动态内存堆的实现
    4.2 IP协议族的实现
        4.2.1 IP协议整体处理流程
        4.2.2 发送功能模块
        4.2.3 分片功能模块
        4.2.4 接收功能模块
        4.2.5 重组功能模块
    4.3 ARP协议的实现
        4.3.1 ARP协议整体处理流程
        4.3.2 ARP缓存表的实现
        4.3.3 ARP发送处理
        4.3.4 ARP接收处理
        4.3.5 ARP超时处理
    4.4 ICMP协议的实现
        4.4.1 ICMP结构体和整体流程
        4.4.2 ICMP查询报文的实现
        4.4.3 ICMP差错报文的实现
    4.5 本章小结
5 网络协议栈及IP协议族的测试
    5.1 测试环境概述
    5.2 搭建测试环境
    5.3 IP协议族的功能测试与性能测试
        5.3.1 IP协议与ARP协议的功能测试
        5.3.2 ICMP协议的功能测试
        5.3.3 IP协议族的性能测试
    5.4 网络协议栈的测试与分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及成果
致谢

(4)国产化某操作系统中Telnet及FTP协议的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 远程登录的发展现状
        1.2.2 文件传输的发展现状
        1.2.3 国产操作系统的发展现状
    1.3 国产操作系统应用生态
    1.4 论文的主要研究内容
2 关键技术介绍
    2.1 TCP/IP网络模型
    2.2 Telnet协议分析
        2.2.1 Telnet简介
        2.2.2 网络虚拟终端
        2.2.3 选项协商
    2.3 FTP协议分析
        2.3.1 FTP模型简介
        2.3.2 FTP传输方式
        2.3.3 FTP命令
    2.4 小结
3 Telnet和FTP协议的设计与实现
    3.1 国产某操作系统概述
    3.2 国产操作体系框架
    3.3 应用层需求分析
        3.3.1 功能需求
        3.3.2 性能需求
        3.3.3 系统建模
    3.4 整体框架思路分析
    3.5 中间层SOCKET分析
    3.6 Telnet协议的设计与实现
        3.6.1 Telnet框架的设计
        3.6.2 Telnet服务器端的设计
        3.6.3 Telnet客户端的设计
        3.6.4 基于有限状态机的Telnet实现
    3.7 FTP协议的设计与实现
        3.7.1 整体流程设计
        3.7.2 重要函数及实现
        3.7.3 数据的上传与下载
4 系统测试与结果分析
    4.1 测试平台简介
    4.2 Telnet测试方案与实现
        4.2.1 linux操作系统下Telnet的实现
        4.2.2 国产操作系统下Telnet的实现
    4.3 FTP的功能和性能测试
        4.3.1 FTP功能测试
        4.3.2 FTP性能测试
5 总结与展望
    5.1 论文工作总结
    5.2 下一步研究工作
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及成果
致谢

(5)基于自组网的安全策略研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    §1.1 研究背景
    §1.2 无线自组网安全研究现状
    §1.3 本文工作安排
第二章 无线自组网安全概述
    §2.1 常用无线自组协议
        §2.1.1 主动路由协议
        §2.1.2 反应式路由协议
        §2.1.3 混合型路由协议
    §2.2 针对无线自组网的攻击
    §2.3 常用加密方法
        §2.3.1 AES
        §2.3.2 SHA-2
        §2.3.3 RSA
        §2.3.4 椭圆曲线密码学
第三章 建立BATMAN.adv协议网络模型
    §3.1 BATMAN.adv路由协议原理
        §3.1.1 BATMAN.adv协议概述
        §3.1.2 OGM包帧结构
        §3.1.3 直接双向链路的TQ值
        §3.1.4 OGM包转发机制
        §3.1.5 网络重组
        §3.1.6 路由结构表
        §3.1.7 TVLV包
    §3.2 BATMAN.adv的网络模型
        §3.2.1 网络运行模型
        §3.2.2 含有攻击者的网络模型
        §3.2.3 加入邻居节点身份认证改善网络模型
    §3.3 网络安全模型
    §3.4 本章小结
第四章 邻居节点身份认证安全策略的实现与测试
    §4.1 邻居节点身份认证的网络安全模型
    §4.2 邻居节点身份认证的协议改进
        §4.2.1 数据结构分析
        §4.2.2 节点OGM包的处理流程
        §4.2.3 邻居节点身份认证过程
        §4.2.4 邻居节点身份认证的实现方法
    §4.3 搭建测试平台
        §4.3.1 Open Wrt操作系统
        §4.3.2 BATMAN.adv内核模块
        §4.3.3 系统配置修改
    §4.4 改进协议的性能测试
        §4.4.1 测试条件
        §4.4.2 测试结果
        §4.4.3 综合分析
    §4.5 本章小结
第五章 单向序列安全策略的实现与测试
    §5.1 基于单向序列的网络安全模型
    §5.2 网络共识机制
        §5.2.1 拜占庭容错共识机制
        §5.2.2 工作量证明共识机制
        §5.2.3 OGM包特征共识机制
    §5.3 基于单向序列保障OGM包共识机制
        §5.3.1 密码学哈希函数
        §5.3.2 基于哈希函构造单向序列
        §5.3.3 基于单向序列的TQ值数据段
    §5.4 单项序列策略的安全性分析
        §5.4.1 数字签名安全性
        §5.4.2 单向序列安全性
        §5.4.3 密钥泄露对网络的影响
        §5.4.4 安全性总结
    §5.5 单项序列策略的实现与性能测试
    §5.6 本章小结
第六章 工作总结与展望
    §6.1 工作总结
    §6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间主要研究成果

(6)面向数据收集的水声传感网络媒体接入控制技术(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
        1.1.1 研究背景与意义
        1.1.2 水声信道及水声传感网络特性
        1.1.3 水声MAC协议设计挑战
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基本水声MAC协议
        1.2.2 混合水声MAC协议
        1.2.3 现有研究不足
    1.3 论文主要研究内容与成果
    1.4 论文章节安排
第2章 模型假设与分析
    2.1 系统模型
    2.2 传感数据产生模型
    2.3 冲突分析
    2.4 传播时延分析
    2.5 协议评价指标
    2.6 本章小结
第3章 基于估计与侦听的自适应混合MAC协议
    3.1 协议设计机制
        3.1.1 协议运行初始化
        3.1.2 调度协议的自适应方法
        3.1.3 预约协议的冲突避免
        3.1.4 调度与预约协议共存策略
    3.2 协议实现细节
    3.3 协议仿真分析
        3.3.1 仿真环境建立
        3.3.2 仿真设置
        3.3.3 仿真结果
    3.4 本章小结
第4章 跨层设计与通信决策
    4.1 跨层设计
    4.2 基本通信决策方法
    4.3 规则与案例结合的低复杂度通信决策方法
        4.3.1 案例匹配
        4.3.2 决策调整
        4.3.3 评价反馈
        4.3.4 案例保存与更新
        4.3.5 决策应用举例
    4.4 复杂度分析与仿真验证
        4.4.1 复杂度与实现分析
        4.4.2 有效性仿真验证
    4.5 本章小结
第5章 试验验证
    5.1 实验室试验
        5.1.1 物理层介绍
        5.1.2 试验设置
        5.1.3 试验结果
    5.2 海上试验
        5.2.1 物理层介绍
        5.2.2 试验设置
        5.2.3 试验结果
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 研究展望
参考文献
个人简历及攻读硕士学位期间的研究成果

(7)实时通信中间件设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 传统通信技术局限性
        1.1.2 中间件技术研究意义
    1.2 通信中间件研究现状
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本文的研究内容及组织结构
第二章 通信中间件技术研究及通信时延分析
    2.1 常用通信模型分析
        2.1.1 点到点通信模型
        2.1.2 客户端/服务器模型
        2.1.3 发布/订阅模型
    2.2 数据分发服务DDS
        2.2.1 DDS原理及其规范
        2.2.2 DDS核心模块分析
        2.2.3 DDS服务质量策略的研究
    2.3 通信中间件数据传输时延分析及优化方法
        2.3.1 通信中间件数据传输时延分析
        2.3.2 实时数据传输优化方法
    2.4 本章小结
第三章 实时通信中间件总体设计
    3.1 实时通信中间件需求分析
    3.2 通信中间件总体架构设计
        3.2.1 总体架构
        3.2.2 应用接口层
        3.2.3 模块管理层
        3.2.4 传输控制层
    3.3 通信中间件服务质量策略(QOS)设计
        3.3.1 Qos模型分析
        3.3.2 Qos设计
    3.4 本章小结
第四章 实时通信中间件分模块设计
    4.1 信息库模块设计
        4.1.1 基本信息设计
        4.1.2 信息库模块接口设计
        4.1.3 信息库模块处理流程
    4.2 发布/订阅模块设计
        4.2.1 发布/订阅接口设计
        4.2.2 发布/订阅工作流程
    4.3 数据缓存模块设计
        4.3.1 数据缓存模型设计
        4.3.2 数据流的写入流程
        4.3.3 数据流的读取流程
    4.4 多路数据收发模块设计
        4.4.1 一对一模式
        4.4.2 一对多模式
        4.4.3 多对一模式
        4.4.4 多对多模式
    4.5 本章小结
第五章 实时通信中间件验证及结果分析
    5.1 实时通信中间件性能验证及结果分析
        5.1.1 实时性
        5.1.2 耦合性
        5.1.3 平台无关性
    5.2 基于混合平台的通信中间件验证及结果分析
        5.2.1 实验测试数据
        5.2.2 实验测试方案
        5.2.3 实测数据处理结果
    5.3 本章小结
第六章 本文总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(8)基于SAR的高性能协议处理引擎技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究思路和研究目标
    1.4 论文结构安排
2 系统总体方案
    2.1 软硬件协同处理架构
        2.1.1 FPGA+嵌入式软核
        2.1.2 FPGA+CPU
    2.2 网络接口
        2.2.1 光纤通道
        2.2.2 以太网
    2.3 时钟域划分和带宽计算
    2.4 本章小结
3 嵌入式协议处理引擎
    3.1 序列描述符
    3.2 实时存储平台协议处理引擎
        3.2.1 实时存储平台硬件架构
        3.2.2 Micro Blaze协同处理方案
        3.2.3 实时存储平台协议处理流程
    3.3 网络交换平台协议处理引擎
        3.3.1 网络交换平台硬件架构
        3.3.2 CPU协同处理方案
        3.3.3 网络交换平台协议处理流程
    3.4 本章小结
4 SAR引擎逻辑模块实现
    4.1 UDP-SAR引擎及相关模块
        4.1.1 UDP-SAR引擎
        4.1.2 序列描述符RAM模块
        4.1.3 UDP-SAR与 MAC桥接模块
        4.1.4 merge模块
    4.2 FC&UDP-SAR引擎及相关模块
        4.2.1 FC&UDP-SAR引擎
        4.2.2 UDP/IP分片(Slice)模块
        4.2.3 Filter模块
        4.2.4 FC/UDP接收模块
        4.2.5 PCIe DMA模块
    4.3 本章小结
5 验证与测试
    5.1 UDP-SAR引擎的验证测试
        5.1.1 测试平台
        5.1.2 万兆网UDP传输测试
    5.2 FC&UDP-SAR引擎的验证测试
        5.2.1 测试平台
        5.2.2 FC自回环测试
        5.2.3 UDP自回环测试
        5.2.4 UDP万兆网收发性能测试
        5.2.5 FC链路性能测试
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
作者简历

(9)基于IEEE1588v2协议的LTE小基站时钟同步系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 通信网络时钟同步的必要性
    1.3 本课题的国内外研究现状
        1.3.1 卫星导航系统授时
        1.3.2 基于NTP网络时间协议对时
        1.3.3 基于PTP协议对时
        1.3.4 PTP协议对时的应用
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 论文章节安排
    本章小结
第二章 IEEE1588v2时钟同步协议
    2.1 IEEE1588v2协议简介
    2.2 PTP系统时钟模型
        2.2.1 普通时钟(Ordinary Clock,OC)
        2.2.2 边界时钟(Boundary Clock,BC)
        2.2.3 透明时钟(Transparent Clock,TC)
    2.3 PTP协议报文
        2.3.1 PTP协议报文类型
        2.3.2 PTP协议报文头
        2.3.3 PTP协议报文体
    2.4 PTP时钟端口状态
    2.5 PTP协议工作机制
        2.5.1 最佳主时钟BMC算法
        2.5.2 本地时钟LCS算法
    2.6 PTP协议中关键技术说明
        2.6.1 PTP组播技术
        2.6.2 PTP请求应答机制
    本章小结
第三章 IEEE1588v2协议从时钟硬件系统
    3.1 从时钟硬件系统框架
    3.2 MCU的选型及电路图
        3.2.1 MCU的选型
        3.2.2 MCU最小系统电路
    3.3 MCU内部集成以太网模块
    3.4 以太网PHY电路
    3.5 串口通信电路
    本章小结
第四章 IEEE1588v2协议从时钟软件系统设计
    4.1 IEEE1588v2协议从时钟软件架构
    4.2 IEEE1588v2协议主程序处理流程
    4.3 PTP引擎程序设计
    4.4 报文工作流程
        4.4.1 Announce报文
        4.4.2 Sync报文
        4.4.3 Follow_Up报文
        4.4.4 Delay_Req报文
        4.4.5 Delay_Resp报文
    4.5 Lw IP轻型TCP/IP协议栈
        4.5.1 报文在UDP-IPv4 中的封装
        4.5.2 报文在IEEE802.3/Ethernet中的封装
        4.5.3 LwIP协议栈的工作过程
    4.6 DMA与 MAC之间报文的收发
    4.7 PTP本地时钟调节程序
        4.7.1 系统时钟初始化程序设计
        4.7.2 本地时钟频率调节程序设计
        4.7.3 时钟偏差调节程序的设计
    本章小结
第五章 IEEE1588v2协议从时钟的测试
    5.1 主从时钟测试环境的搭建
        5.1.1 系统测试模式
        5.1.2 系统硬件测试环境的搭建
        5.1.3 IEEE1588v2协议主时钟介绍
    5.2 PTP报文的验证
        5.2.1 Announce报文数据包
        5.2.2 Sync报文数据包
        5.2.3 Delay_Req报文数据包
        5.2.4 Delay_Resp报文数据包
    5.3 从时钟频率和时间偏差的测量
    5.4 主从时钟PPS测试
        5.4.1 主从时钟PPS测试方案
        5.4.2 PPS同步精度测试结果分析
    本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢

(10)嵌入式IOT网关及自组网研究与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 IOT网关研究现状
        1.2.2 无线自组织网络研究现状
    1.3 本文研究内容
    1.4 论文章节安排
第二章 技术基础
    2.1 嵌入式IOT网关概述
        2.1.1 物联网及网关体系结构
        2.1.2 基于嵌入式平台的无线自组织网络
    2.2 无线自组织网络路由协议
        2.2.1 无线自组网的网络协议栈
        2.2.2 无线自组网的路由协议
        2.2.3 典型路由协议的性能比较
    2.3 网络模拟软件概述
    2.4 本章小结
第三章 嵌入式IOT网关设计及自组网实现
    3.1 IOT网关及组网需求分析
        3.1.1 嵌入式IOT网关设计分析
        3.1.2 无线自组织网络结构设计
    3.2 嵌入式IOT网关系统设计
        3.2.1 嵌入式微处理器
        3.2.2 无线通信模块
        3.2.3 数据采集与处理模块
        3.2.4 存储模块
        3.2.5 电源电路
    3.3 嵌入式IOT网关路由协议分析
        3.3.1 AODV路由协议仿真分析
        3.3.2 Linux系统的路由实现机制
        3.3.3 嵌入式自组网路由实现
    3.4 嵌入式IOT网关组网测试
        3.4.1 自组网测试环境
        3.4.2 协议移植与运行
    3.5 本章小结
第四章 路由协议优化研究
    4.1 基于AODV扩展的AOMDV路由协议
        4.1.1 AOMDV路由协议概述
        4.1.2 AOMDV路由协议仿真实现
        4.1.3 AODV协议与AOMDV协议仿真性能分析
    4.2 路由优化算法研究现状
    4.3 基于能量优化的多径路由协议E-AOMDV
        4.3.1 路由协议不足分析
        4.3.2 路由协议优化思想
    4.4 E-AOMDV路由协议仿真分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 未来展望
参考文献
致谢

四、HiperLAN/2数据链路协议在嵌入式系统中的设计和实现(论文参考文献)

  • [1]面向嵌入式系统的实时传输与接口技术研究[D]. 廖张梦. 浙江大学, 2021(01)
  • [2]基于Zynq平台的Linux实时性研究及在FC网络中的应用[D]. 王宁. 电子科技大学, 2021(01)
  • [3]国产化某OS中IP协议族的研究与应用[D]. 张雪梅. 西安工业大学, 2021(02)
  • [4]国产化某操作系统中Telnet及FTP协议的研究[D]. 徐文静. 西安工业大学, 2021(02)
  • [5]基于自组网的安全策略研究[D]. 林钊安. 桂林电子科技大学, 2021(02)
  • [6]面向数据收集的水声传感网络媒体接入控制技术[D]. 吕传磊. 浙江大学, 2021(01)
  • [7]实时通信中间件设计与实现[D]. 左家兴. 电子科技大学, 2021(01)
  • [8]基于SAR的高性能协议处理引擎技术研究[D]. 冯琛. 浙江大学, 2021(01)
  • [9]基于IEEE1588v2协议的LTE小基站时钟同步系统研究[D]. 贾卫卫. 大连交通大学, 2020(06)
  • [10]嵌入式IOT网关及自组网研究与实现[D]. 张怡路. 北京邮电大学, 2020(05)

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嵌入式系统中HiperLAN/2数据链路协议的设计与实现
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