基于NiosII的HDLC协议控制系统的设计与实现The Design of the HDLC

1、 Altera 2006年NiosII软核嵌入式处理器设计大赛基于NiosII的HDLC协议控制系统的设计与实现 The Design of the HDLC protocol Control System Based on the NiosII 参赛院校： 西安邮电学院 参赛学生： 郑 强 尚 方 喆 卢 文 青 指导教师: 师 亚 莉目录 第一部分 . 设计概述 第二部分 . 协议简介 第三部分 . 功能描述 第四部分 . 性能参数 第五部分 . 设计结构 第六部分 . 设计方法 第七部分 . 设计特点 第八部分 . 总结第一部分 设计概述1.1 设计意图1.2 使用范围 1.1 设计意图

2、(有没有原则性错误 help!) 实现网络底层的数据传输 实现基于HDLC协议的串口通信 模拟对基站系统的监控与管理 利用NiosII,以充分体现HDLC协议的灵活性与可靠性 采用SOPC技术开发通信与控制类软件 结合本次设计充分发挥NiosII的优点 1.2 使用范围 由于本次设计实现了基于HDLC协议的通讯,在此基础上实现了一个控制系统.而HDLC协议本身的优良特性就决定了其应用的广泛性。 1. 各种控制系统 智能小区监控系统 酒店监控系统 电力监控系统 2. 与网络连接的应用 实现远程控制和数据传输 3. 其它方向的应用 多机通讯系统 X.25分组交换机 远程数据传输网络的构建。 第二部

3、分 协议简介2.1 HDLC 协议 2.1.1 特点 2.1.2 帧格式 2.1.3 数据传输模式与流程 2.1.4 流程2.2 CRC校验 2.2.1 基本思想 2.2.2 数学原理 2.2.3 性能分析 2.1 HDLC 协议简介2.1.1 特点面向比特透明传输采用滑动窗口协议,数据链路传输效率高采用CRC校验对信息帧进行顺序编号,传输可靠性高传输控制功能与处理功能分离，具有较大的灵活性(不明白?怎么给人解释?)2.1.2 HDLC协议的帧格式(FCS全称help ) 2.1.3 HDLC的数据传输模式与流程 CRC (Cyclic Redundancy Check)全称为循环冗余校验。它

4、是一种除法运算。 在HDLC协议中采用CRC-CCITT码.它的生成多项式(除数)为: g (x)=X16+X12+X5+1。 2.2 CRC校验2.2.1 CRC校验的基本思想CRC校验的基本思想是利用线性编码的理论. 2.2.2 CRC校验的数学原理 设欲传送的数据序列M (x) 有n 位,g(x)为生成多项式首先将数据序列M (x) 乘以Xk ,其中k 为g (x) 的最高次幂；将乘得的结果XkM (x) 用g (x) 去除； 忽略其商,仅仅将其余数R (x) 取出,并将其与Xk M (x) 相加,形成 n + k位输出码数据序列M(x)， 即有： M(x) = XkM (x) + R

5、(x)；2.2.3 CRC校验的性能分析 单/双位错误：100% HDLC协议中所采用的CCITT码,针对不同的差错类型其检错能力也不同: 奇/偶位错误：100% 比16位短的突发性错误：100% 17位突发性错误：99.9969% 所有其它的突发性错误：99.9986%第三部分 功能描述3.1 功能概述3.2 基本功能3.3 扩展功能 3.1 功能概述 由于本系统的出发点是实现基于NiosII的HDLC控制系统，因此实现可靠的通讯是我们的重点。在此基础上我们又模拟了对一个基站系统的控制。 3.2 基本功能 对基站的监视 / 控制功能 实时监控基于HDLC协议通讯的全过程 告警功能 任务执行功

6、能 按键控制功能 添加传感器等外围设备 添加语音处理模块，片外加喇叭、话筒及模拟电路等 扩展串口，模拟点到多点通讯 模拟X25分组网络交换机3.3 扩展功能第四部分 性能参数4.1 性能指标4.2 模拟基站系统的工作状态与环境参数4.1 性能指标 可靠性 有效性 4.2 模拟基站系统的工作状态与环境参数 温度： 039 湿度： 0%89% 电压： 40V48V 烟感度：02第五部分 设计结构5.1 系统设计5.2 硬件设计结构5.3 软件设计结构 本次设计的重点是完成基于HDLC协议的串口通信 ,在此前提下,模拟对基站系统的控制来对此通信系统的性能进行测试 . 作为一个通信系统,通信的两端都有

7、上行数据流与下行数据流两条对等的传输线路. 5.1 系统设计(以下文字怎么改最好?help!)系统框图 RS-232接口开发板上的PIO接口显示模块自定义CRC校验指令5.2 硬件设计结构 NiosII应用软件 PC监控中心应用软件 5.3 软件设计结构第六部分 设计方法6.1 硬件设计 6.2 软件设计6.3 系统调试与性能分析6.1硬件设计 NiosII软核配置 自定义CRC校验指令 RS-232 UART 开发板上的button控制 参量及提示信息显示模块 NiosII软核配置表自定义CRC校验指令串行CRC校验(原理图5-4,help!) 2.并行CRC校验 原理推导(公式,help!

8、)自定义指令的仿真图 CRC自定义指令逻辑图 Help !缺表5-26.2软件设计HDLC 协议的实现NiosII 应用软件设计 1.发送 接收数据部分 2.命令执行软件部分 PC监控中心软件设计 1.发送 接收数据 2. VB软件设计系统调试与性能分析 HDLC 协议的实现链路管理 建立 维持 释放数据包处理 装帧 解帧差错控制方法 CRC校验 ARQ 帧编号流量控制方法 1. 停等协议 (缺图,在网络书上,绿 ,文档无) 2. 滑动窗口协议 (同上) 捎带确认 管道技术 帧序号的处理 发送 / 接收数据部分( help!流程图 5-8 5-9 )能看清就行NiosII应用软件设计 命令执行

9、软件部分 PC监控中心软件设计发送 接收数据(流程图,是不是不太现实,这部分可以一笔代过,借助前面也行) VB软件设计(需介绍,演示还得介绍)软件CRC校验(图5-13 help!) 系统调试 基本通讯的实现 简单控制功能的实现 模拟基站控制系统的实现 性能测试与分析 (表5-3 图5-13 help!)第七部分 设计特点 此次设计实现了基于HDLC通讯协议的基站控制系统，利用RS-232串口实现DE2开发板和PC监控中心的通讯。相比于传统的控制系统，本次设计不仅提高了通讯质量，还克服了一般控制系统成本高、速率慢、接口复杂且升级维护不易等缺点。控制系统可靠性高控制系统实时性高设计灵活系统效率高

10、 系统可升级潜力大 设计通用性强 应用前景广阔 第八部分 总结对NiosII 的认识设计中的问题心得体会你们好! 对于我的讲解,我是这么理解的.咱们的卖点是”新”,所以,第一HDLC 重点介绍,包括协议的重要性 发展(简),整个协议的介绍以及现有的其他与网络有关的协议,如果按ppt,你们觉得是否不太系统,太零碎,倘若只顾系统,会不会把专家听困?第二 CRC校验 (自定义的优点文中是否欠缺,是,则在帮我总结一下,否则作罢 谢了!). 对于这个ppt,你们的看法是什么?多什么?少什么?排版?版面?背景?播放方式(未弄)? 对于介绍的重点,你们是怎么理解的,我洗耳恭听(我不说假话),如果按照你们的重点安排,ppt还应怎么改?对了,按老师的说法,我讲的不仅仅是原理,还有系统的实现.换句话说,是文本的浓缩与精简. 我是否得在讲解中的每部分都尽可能的与NiosII联系起来,就是吹它.你们觉得我们应该把专家放在哪个高