基于現(xiàn)場可編程芯片的總線類多功能模塊是自動化測試系統(tǒng)的重要組成部分,目前市購的模塊產(chǎn)品在實現(xiàn)的功能、通訊信號類型、測量項目、精度及速度等方面都具有很大局限性。本文的目的是為某航天科技集團研制CPCI多功能模塊,同時開發(fā)配套測試軟件,實現(xiàn)模塊的硬件設計、固件設計、軟件設計及驅動開發(fā),研制的模塊具備對多通道數(shù)字量信號的高精度、多項目的自動測量能力,又可生成參數(shù)可設的光準直信號、準直好信號和特定頻率脈沖,還能控制RS-422通訊。本文采用成熟的CPCI工業(yè)計算機總線作為系統(tǒng)總線,在3U標準尺寸的CPCI板卡上以高集成的Altera的Cylone系列FPGA為控制核心,主要集成了26路測量通道,6路RS-422通訊,D/A轉換生成光準直信號的電路單元,驅動外部的準直好信號輸出通道等。板卡上各部分功能電路設計了多種方案,自主設計了無需切換電路的寬調幅信號預處理電路,進行了測量通道之間、模擬與數(shù)字電路之間的有效隔離,優(yōu)化電路結構和性能。硬件控制上,通過在FPGA上搭建SOPC系統(tǒng),Verilog編程設計多個功能模塊的邏輯構件,由Avalon總線實現(xiàn)處理器和各IP核的的互聯(lián),并設計多種通訊資源的數(shù)據(jù)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 課題目的及意義
    1.3 國內外現(xiàn)狀分析
        1.3.1 CPCI模塊的發(fā)展
        1.3.2 時間間隔與頻率測量技術的發(fā)展
        1.3.3 數(shù)字頻率合成技術的發(fā)展
    1.4 本文主要研究內容與結構
第2章 總體方案
    2.1 需求分析
        2.1.1 功能要求
        2.1.2 技術指標
    2.2 總體設計方案
    2.3 本章小結
第3章 硬件設計
    3.1 硬件設計方案
        3.1.1 功能單元電路劃分
        3.1.2 核心器件選型
        3.1.3 CPCI總線接口設計
    3.2 調理隔離電路設計
    3.3 光準直與準直好信號電路設計
        3.3.1 準直信號生成電路設計
        3.3.2 準直好信號生成電路設計
    3.4 RS-422接口電路設計
    3.5 FPGA配置電路設計
    3.6 本章小結
第4章 固件設計
    4.1 基于FPGA的SOPC設計
    4.2 功能IP核的邏輯開發(fā)
        4.2.1 時鐘設計
        4.2.2 寄存器設計
        4.2.3 頻率及占空比測量模塊設計
        4.2.4 時間間隔及相位差測量模塊設計
        4.2.5 DAC控制模塊設計
        4.2.6 平臺標頻脈沖輸出模塊
        4.2.7 RS422_UART總線接口模塊
    4.3 CPCI接口IP核配置
        4.3.1 CPCI接口IP核結構
        4.3.2 CPCI總線配置空間
    4.4 Avalon總線接口配置
    4.5 本章小結
第5章 軟件設計
    5.1 NiosII軟件設計
        5.1.1 總體設計方案
        5.1.2 主程序設計
        5.1.3 頻率占空比測量子程序設計
        5.1.4 時間間隔測量子程序設計
        5.1.5 相位差測量子程序設計
        5.1.6 DAC控制子程序設計
    5.2 WindowsXP系統(tǒng)的軟件設計
        5.2.1 軟面板設計
        5.2.2 應用程序設計
        5.2.3 驅動設計
    5.3 基于中標麒麟系統(tǒng)的驅動設計
        5.3.1 CPCI驅動設計
        5.3.2 流程設計
        5.3.3 驅動函數(shù)設計
    5.4 本章小結
第6章 測試驗證
    6.1 板卡初測
    6.2 系統(tǒng)測試環(huán)境
    6.3 功能測試
        6.3.1 頻率及占空比模塊測試
        6.3.2 時間間隔與相位差測試
        6.3.3 2 路設定頻率脈沖發(fā)送測試
        6.3.4 422 信號發(fā)送與接收測試
        6.3.5 光準直信號輸出測試
    6.4 測試結果總結
    6.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3457960