基于DM3730水聲通信網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、伴隨著陸地資源的進(jìn)一步匱乏，各國(guó)對(duì)于海洋工程與海洋技術(shù)的開發(fā)日漸重視。水聲通信網(wǎng)絡(luò)可以提供水下多節(jié)點(diǎn)間的信息交互，能夠提供災(zāi)難預(yù)警、水下導(dǎo)航、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事監(jiān)控、水下數(shù)據(jù)采集等重要功能。水聲通信網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)是水聲通信網(wǎng)的重要組成部分，因此設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的水聲通信網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)具有重要的實(shí)際意義。本研究圍繞水聲通信網(wǎng)絡(luò)，開展了水聲通信網(wǎng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)搭建兩方面的研究工作。
　　本文首先針對(duì)水聲通信網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)運(yùn)算能力和

2、豐富的外設(shè)模塊的需求，選取美國(guó)TI公司推出的雙核(DSP TMS320C64x+ARM Cortex-A8)、高效、低功耗處理器DM3730作為核心芯片，通過對(duì)水聲通信網(wǎng)硬件平臺(tái)的需求進(jìn)行分析，完成了系統(tǒng)功能框圖的設(shè)計(jì)。硬件平臺(tái)主要由最小系統(tǒng)板和數(shù)字底板構(gòu)成，其中最小系統(tǒng)板負(fù)責(zé)高速PCB的設(shè)計(jì)；數(shù)字底板主要負(fù)責(zé)低速 PCB的設(shè)計(jì)，包括了電源模塊設(shè)計(jì)、濾波放大模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)等，并完成了部分模塊的功能測(cè)試。次，根據(jù)水聲通信網(wǎng)絡(luò)的

3、需求，在設(shè)計(jì)的DM3730硬件平臺(tái)上搭建了水聲網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。研究開展了如下的工作：一方面分析了水聲網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的組成和運(yùn)行機(jī)制，針對(duì)半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)Tcl腳本的配置，研究了半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)使用的ALOHA協(xié)議；另一方面搭建基于DM3730平臺(tái)的嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境，對(duì)Linux內(nèi)核進(jìn)行交叉編譯，制作了用于啟動(dòng)的根文件系統(tǒng)，分析了嵌入式 Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)流程，制作了用于啟動(dòng)DM3730平臺(tái)的SD卡；開發(fā)了一種基于原子鐘的對(duì)時(shí)驅(qū)動(dòng)，保證不同

4、節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步；開發(fā)了一種用于模擬信道數(shù)據(jù)交互的接口程序并將水聲網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)交叉編譯，移植到設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的DM3730硬件平臺(tái)上。最后，為了證明設(shè)計(jì)的水聲通信網(wǎng)硬件平臺(tái)能穩(wěn)定運(yùn)行，功能模塊能相互協(xié)調(diào)工作，移植的水聲網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與硬件平臺(tái)兼容性良好，在設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)和搭建的水聲網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上完成了半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)搭建的水聲網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)能成功運(yùn)行ALOHA協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的傳遞。并對(duì)半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)的日志文件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期效果，為外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)奠定