网络实验DSP类子系统设计开发及网络实验室实时性问题研究

摘要

网络实验室(NETLAB)是基于Internet的远程实验平台，整个实验室基于双C/S架构，由客户端、服务器端、控制端三部分组成，具有良好的扩展性、安全性和稳定性，允许多用户、多实验同时进行。目前已能提供5大类，20组80多个电气工程学科具体实验，所有实验都基于真实物理设备。 本文对网络实验室DSP类实验系统的设计开发和网络实验室实时性问题进行了研究。随着DSP技术的广泛应用，高等院校普遍开设了DSP技术课程，开发基于NETLAB的DSP类实验正是满足对实验设备的需求；网络实验室的实时性决定了实验效果，实时性越高，实验效果越接近传统实验方式。 第一部分介绍了国内外虚拟实验室的研究现状，阐述了选题背景及意义。 第二部分网络实验室的设计，包括总体设计框架、客户端框架功能、部分实验内容。 第三部分在分析DSP类实验的开发特点的基础上，设计并成功开发基于TMS320LF2407的DSP实验系统，并提出了一些在设计开发中所遇到问题的解决方法。 第四部分对网络实验室实时性问题作了研究。网络的实时性问题一直是热点、难点问题，很难找到一种具有通用性的解决办法，本章根据网络实验室的具体情况，有针对性地提出了一些具体解决方法，并在直流电机实验设计中得到了实证。 第五部分对全文进行了总结，对网络实验室后续建设提出了一些建议。

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第一章 绪论

1.1虚拟实验室概念及其意义

1.2国内外虚拟实验室研究现状

1.2.1按照客户端软件划分

1.2.2按照服务器软件划分

1.2.3按照实验内容划分

1.2.4虚拟实验室现状总结

1.3选题背景及其本文主要内容

第二章 网络实验室总体设计

2.1网络实验室总体结构

2.1.1网络实验室拓扑结构

2.1.2网络实验室运行平台

2.1.3客户端框架功能

2.2网络实验室实验内容

2.2.1控制类实验

2.2.2电路类实验

2.2.3电力电子类实验

2.2.4电机类实验

2.2.5嵌入式类实验

第三章 DSP类实验系统的设计与开发

3.1网络实验室软件设计

3.1.1客户端

3.1.2服务器端

3.1.3控制端

3.1.4设计优势

3.2客户端开发

3.2.1客户端功能模块

3.2.2二次开发接口

3.2.3实验模块基类

3.3控制端开发

3.4 DSP类实验系统开发难点及解决办法

3.4.1目标代码的生成

3.4.2代码的下载

3.4.3实验设计

3.4.4安全性问题及解决办法

3.5 DSP实验系统实例软硬件设计

3.5.1控制端硬件设计

3.5.2控制端软件设计

3.5.3客户端软件设计

第四章 网络实验室实时性研究

4.1网络传输延时

4.1.1以太网实时性

4.1.2局域网传输延时

4.1.3服务器实时性

4.1.4 TCP与UDP实时性

4.1.5时间测试

4.2解决实时性问题的软件方法

4.2.1多线程技术

4.2.2定时器

4.3直流电机实验实例验证

4.3.1控制端软件设计

4.3.2客户端软件设计

4.3.3实时性比较

第五章 总结与展望

5.1工作总结

5.2展望

5.2.1远程调试功能

5.2.2局域网确定性策略

致谢

参考文献

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攻读学位期间的研究成果