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基于PCI的串行通信控制器的研究和实现

2020-11-22阅读(578)

基于PCI的串行通信控制器的研究和实现

论文摘要

路由器是将局域网连接成广域网的常用设备,路由器上的中低速广域网卡常常是采用基于PCI总线的高速同异步串行通信控制器(Serial Communication Controller,缩写为SCC)来控制发送和接收数据。 虽然ASIC(Application Specific Integrated Circuit)芯片DSCC4(DMA Supported Serial Communication Controller with 4 Channels)在串行通信控制方面应用广泛,但它仍然存在很多应用问题,比如BD(Buffer descriptor)和中断操作过于复杂,占用资源较多,芯片在实际应用中存在一些BUG,同时成本也较高。所以研究基于PCI总线的高速同异步串行通信控制器具有重要的实际意义。 课题参考DSCC4设计方法,全新设计了SCC的BD数据结构,数据流的控制流程以及中断处理流程,提出既能实现DSCC4的全部功能,同时又在性能上有相当改进的技术方案,最后详细探讨了串行通信控制器的驱动程序设计过程,并且给出了驱动程序设计和调试的方法与经验。 本文在分析PCI总线协议与部分网络接口协议的基础上,描述了SCC的具体业务需求,提出了SCC的总体设计。在总体方案中,不仅包括了SCC的应用平台介绍、硬件和软件系统设计,而且对中断处理过程、流控和服务质量进行了分析与设计。同时重点介绍了SCC驱动程序的设计,主要从驱动程序的模块功能和组成出发,讨论了任务的规划与实现,详述了SCC驱动程序的重要数据结构和重要模块的设计,并给出了SCC的调试和测试、驱动开发的经验,最终得出了性能提升的结论。

论文目录

  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 课题研究的内容
  • 1.3 课题研究的意义
  • 1.4 国内外技术现状
  • 1.5 开发环境介绍
  • 1.6 本人承担的主要工作
  • 第2章 PCI协议与部分网络接口层的协议分析
  • 2.1 PCI总线接口协议分析
  • 2.1.1 PCI局部总线的主要特点
  • 2.1.2 PCI总线命令和总线操作
  • 2.1.3 PCI的配置空间
  • 2.1.4 PCI设备的中断复用
  • 2.2 物理层协议分析
  • 2.2.1 物理层的模型
  • 2.2.2 物理层的功能
  • 2.2.3 物理层接口
  • 2.3 高级数据链路层控制（HDLC）协议
  • 2.3.1 HDLC协议链路结构
  • 2.3.2 HDLC协议操作方式
  • 2.3.3 HDLC协议的帧格式
  • 2.3.4 HDLC协议的通信过程
  • 第3章 SCC功能需求描述
  • 3.1 SCC应用需求的产生
  • 3.2 SCC的具体业务功能需求
  • 3.2.1 总线接口功能
  • 3.2.2 支持的协议
  • 3.2.3 工作方式
  • 3.2.4 数据多通道传输
  • 3.2.5 QOS
  • 3.2.6 支持PFA快速转发
  • 3.2.7 支持即插即用
  • 3.2.8 流量控制
  • 3.2.9 差错控制
  • 3.2.10 用户可配置
  • 3.3 其它功能需求
  • 第4章 SCC的总体设计
  • 4.1 SCC应用的平台
  • 4.1.1 路由器硬件平台
  • 4.1.2 路由器软件体系结构
  • 4.1.3 路由器报文的处理流程
  • 4.2 SCC系统设计思路
  • 4.3 SCC硬件的设计
  • 4.3.1 SCC的硬件结构设计
  • 4.3.2 PCI Controller
  • 4.3.3 Master Controller
  • 4.3.4 Target Controller
  • 4.3.5 DMA Controller
  • 4.3.6 HDLC Processor
  • 4.3.7 Configures Registers
  • 4.3.8 Line Interface
  • 4.3.9 时钟的设计
  • 4.4 SCC软件系统的设计
  • 4.4.1 SCC的软件系统结构
  • 4.4.2 缓冲区的管理
  • 4.4.3 BD表的分析和设计
  • 4.4.4 数据流设计
  • 4.5 SCC中断处理的分析与设计
  • 4.5.1 一般中断处理的方法分析
  • 4.5.2 中断处理过程
  • 4.6 流控和QoS的设计
  • 第5章 SCC驱动程序的设计
  • 5.1 驱动程序的原理
  • 5.2 BSP简介
  • 5.3 SCC重要寄存器的设计
  • 5.3.1 全局寄存器
  • 5.3.2 通道寄存器
  • 5.4 SCC驱动程序的设计
  • 5.4.1 SCC驱动程序的层次和结构
  • 5.4.2 模块的主要功能
  • 5.4.3 驱动模块的基本组成
  • 5.4.4 任务的规划
  • 5.4.5 重要的数据结构设计
  • 5.4.6 重要模块的详细设计
  • 5.5 驱动设计中需要注意的问题
  • 第6章 SCC的调试与测试
  • 6.1 调试工具及调试方法
  • 6.2 问题的跟踪及其解决
  • 6.3 SCC的测试
  • 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文

    • 相关论文文献

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