發(fā)布時間：2017-04-12 03:09

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA和DSP的通用多功能PXI板卡設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著近些年我國航空航天等軍工行業(yè)信息化進程加快,電子系統(tǒng)本身越來越復雜,對電子系統(tǒng)測試設備的需求越來越大。PXI(PCI extensions for Instrumentation,面向儀器系統(tǒng)的PCI擴展)總線做為被廣泛應用的測試總線之一,雖然種類很豐富,但是因為安全、保密等要求,這些行業(yè)不能直接應用現(xiàn)成的通用PXI板卡,一般都需要通過多種板卡和儀器組合應用。一方面造成了測試系統(tǒng)體積龐大,價格高等缺陷,另一方面可靠性和可擴展性也大打折扣。因此一塊自主研發(fā)的多功能可重構(gòu)的PXI板卡能很好的解決安全性、可靠性和體積成本問題。本文首先分析了現(xiàn)在國內(nèi)航空航天等軍工行業(yè)中測試系統(tǒng)組建時遇到的一些問題和矛盾,提出了一種自主研發(fā)的,以FPGA(Field Programmable Gate Array,可編程門列陣)和DSP (Digital Signal Processor,數(shù)字信號處理器)為核心的通用多功能PXI板卡的設計想法。該板卡可以同時應用于型號研制過程中設計階段和測試階段的工作。在研制過程中,本板卡可以快速組建一個原型機驗證平臺,完成軟件仿真、半實物仿真和實物仿真；在測試過程中,可以針對不同型號或者同一型號的不同技術(shù)狀態(tài),快速開發(fā)匹配的接口模塊進行功能測試。一方面提高了測試設備的利用率,降低了研發(fā)成本,另一方面用戶可以根據(jù)需要自己進行開發(fā)工作,滿足保密要求。通過本文對整個設計開發(fā)過程的介紹以及幾個實際應用案例的驗證,基于FPGA和DSP的通用多功能PXI板卡實際功能達到了設計預期,能夠很好的解決本文開頭所提出的測試系統(tǒng)組建時的矛盾,可以廣泛的應用于航空航天等高可靠性、高定制化要求的行業(yè)。
【關(guān)鍵詞】：FPGA DSP PXI總線 可重構(gòu) 多功能
【學位授予單位】：中國科學院大學(工程管理與信息技術(shù)學院)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP336;TN791
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 本課題的研究進展11-17
• 1.2.1 國外測試技術(shù)現(xiàn)狀11-15
• 1.2.2 國內(nèi)自動測試技術(shù)發(fā)展情況15-17
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容17-18
• 第二章 需求分析與方案設計18-24
• 2.1 設計需求分析18-20
• 2.1.1 航天型號產(chǎn)品研制流程18-19
• 2.1.2 可重構(gòu)性和多功能性說明19
• 2.1.3 功能及接口要求19-20
• 2.2 技術(shù)方案選擇20-23
• 2.2.1 總線接口的選擇20-21
• 2.2.2 接口方案選擇21-23
• 2.3 設計重點23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 硬件電路設計24-50
• 3.1 硬件框架設計及組成24-25
• 3.2 主要芯片選型25-27
• 3.2.1 FPGA選型25-26
• 3.2.2 DSP芯片選型26
• 3.2.3 PXI總線接口選型26-27
• 3.3 電源模塊設計27-30
• 3.3.1 功耗分析27-28
• 3.3.2 DC/DC電源模塊設計28-29
• 3.3.3 隔離DC/DC模塊設計29-30
• 3.4 FPGA模塊設計30-37
• 3.4.1 供電接口30-31
• 3.4.2 FPGA配置接口31-35
• 3.4.3 全局時鐘接口35-36
• 3.4.4 IO接口電路36-37
• 3.5 PXI接口模塊37-43
• 3.5.1 PCI9054工作模式簡介37-39
• 3.5.2 供電接口39-40
• 3.5.3 與PXI總線接口電路40
• 3.5.4 與FPGA接口電路40-42
• 3.5.5 EEPROM配置電路42-43
• 3.6 DSP接口43-47
• 3.6.1 供電電路設計44
• 3.6.2 模擬接口電路44
• 3.6.3 與FPGA接口44-46
• 3.6.4 通用IO接口46-47
• 3.7 DRAM接口電路47
• 3.8 PXI接口電路47-49
• 3.9 其他外設電路49
• 3.10 本章小結(jié)49-50
• 第四章 嵌入式軟件設計50-64
• 4.1 嵌入式軟件組成及開發(fā)環(huán)境50
• 4.2 FPGA程序設計50-60
• 4.2.1 FPGA程序設計流程50-51
• 4.2.2 Verilog HDL語言簡介51-52
• 4.2.3 PXI總線模塊52-53
• 4.2.4 DSP接口模塊53-56
• 4.2.5 通用接口控制模塊56-57
• 4.2.6 設計結(jié)果驗證57-60
• 4.3 DSP程序設計60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 上位機驅(qū)動開發(fā)64-72
• 5.1 基于VISA開發(fā)流程64-67
• 5.1.1 VISA驅(qū)動庫簡介64-65
• 5.1.2 VISA庫體系結(jié)構(gòu)65-67
• 5.2 通用驅(qū)動開發(fā)示例67-70
• 5.2.1 生成硬件配置文件68-69
• 5.2.2 驅(qū)動函數(shù)開發(fā)69-70
• 5.3 應用層代碼示例70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 第六章 實例驗證72-80
• 6.1 項目簡介72-73
• 6.2 板卡展示73-74
• 6.3 工作模式74-75
• 6.4 性能測試75-78
• 6.5 本章小結(jié)78-80
• 第七章 結(jié)論和展望80-82
• 7.1 結(jié)論80-81
• 7.2 展望81-82
• 參考文獻82-84
• 附錄1 VISA主要函數(shù)介紹84-88
• 附錄2 通用驅(qū)動開發(fā)代碼示例88-92
• 致謝92-94
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的論文與研究成果94

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本文編號：300588