声明
第一章绪论
1.1选题背景及意义
1.2课题研究目的
1.3工程应用价值
1.4国内外研究现状及分析
1.4.1国外研究现状与发展动态
1.4.2国内研究现状与发展动态
1.5论文主要内容及关键技术
1.5.1论文主要内容
1.5.2关键技术
1.6主要工作
1.7论文结构安排
第二章安全平台主控模块原理与设计
2.1安全平台需求分析
2.1.1实时性
2.1.2可靠性与故障-安全性
2.1.3经济性
2.2安全平台总体结构
2.3主控单元设计
2.4主控模块概述与功能
2.5本章小结
第三章系统硬件电路设计
3.1主控模块硬件原理详细设计
3.2电源电路
3.2.1复位和电源监控电路
3.3 CPU电路设计
3.3.1 RTC实时时钟电路
3.3.2 FPGA及其总线缓冲电路
3.4 CPU对外接口设计
3.4.1 RS422接口电路
3.4.2以太网电路
3.4.3指示灯电路设计
3.5 CPU内部接口设计
3.5.1内部UART接口电路
3.5.2内部以太网接口电路
3.5.3 SD卡电路设计
3.6本章小结
第四章FPGA固件功能及接口设计
4.1 FPGA整体架构和开发简介
4.1.1 FPGA选型及分析
4.1.2 FPGA设计流程
4.1.3开发工具Quartus Prime简介
4.1.4FPGA开发语言Verilog HDL简介
4.2 FPGA固件模块功能
4.2.1时钟与电源监控复位分配功能
4.2.2 UART通信功能
4.2.3板卡地址映射功能
4.2.4 SEU错误检测功能
4.3 CPU与FPGA的接口设计
4.3.1总线切换交互机制
4.3.2复位操作机制
4.3.3 UART操作机制
4.3.4 DI采集机制
4.3.5 DO驱动机制
4.3.6看门狗接口操作机制
4.4 FPGA与外设的接口设计
4.4.1 DI采集板接口
4.4.2 DO驱动板接口
4.4.3板卡识别码操作
4.4.4安全驱动操作
4.4.5驱动板回读操作
4.4.6看门狗板接口
4.5本章小结
第五章STM32软件设计
5.1软件架构
5.2通信并行总线FSMC
5.3安全软件设计
5.3.1安全结构
5.3.2数据通信安全
5.3.3安全看门狗模块
5.4输入输出软件设计
5.4.1开关量输出模块
5.4.2开关量输入模块
5.5本章小结
第六章主控模块实现
6.1 ModelSim仿真
6.1.1看门狗模块仿真
6.1.2 DO驱动模块仿真
6.1.3 DI采集模块仿真
6.1.4 UART发送模块仿真
6.2硬件调试
6.2.1看门狗模块波形
6.2.2 DO驱动模块波形
6.2.3 UART发送模块波形
6.3硬件实现
6.3.1板卡调试
6.3.2应用场景和试验
6.3.3板卡外观
6.4软件调试
6.4.1 DO驱动调试
6.4.2 DI采集调试
6.5本章小结
第七章总结与展望
7.1总结
7.2展望
致谢
参考文献
附录
