【摘要】：時間測量電路是X射線脈沖星導航的重要組成部分,通過采集到的X射線脈沖作為觸發(fā)信號獲取此時刻的時間,該時間精度達到1ns,范圍達到99年。具有高精度、寬范圍的特點。本文的時間測量電路是采用基于FPG A的全硬件設計模式,采用粗時間和細時間相結合的方式進行設計的。粗時間利用格雷碼計數(shù)器進行年、月、日、時、分、秒的設計。細時間采用Xilinx公司提供的IODELAY原語進行主頻以下時間的設計。最后達到項目要求的精度1ns的時間測量電路并通過USB芯片CY7C68013A把時間測量電路時間數(shù)據(jù)傳送到上位機進行歷元疊加脈沖輪廓還原。本文的時間測量電路是基于中國科學院西安光機所的X射線脈沖星導航的合作項目,最后的測試階段均在西安光機所完成。時間測量電路是X射線脈沖星導航后端電路的重要部分,前端電路由西安光機所研發(fā)。現(xiàn)階段的所有研究全是基于地面模擬系統(tǒng)上進行的。整個X射線脈沖星導航地面模擬系統(tǒng)包括：X射線信號發(fā)生器、真空系統(tǒng)、MCP探測器、前端整形放大電路、時間測量電路和USB傳輸。其中時間測量電路與USB的傳輸是本文的研究內容。論文采用一體化X射線脈沖星地面模擬系統(tǒng)進行測試,通過USB把測試結果傳輸?shù)缴衔粰C進行脈沖輪廓還原。還原后的脈沖輪廓與在NASA下載的該脈沖星輪廓相似度達到95.38%,到達項目的要求。但是以這種方法進行的脈州星導航實時性較差,并不方便于真實太空中的導航。根據(jù)實時性的要求基于Linux系統(tǒng)的脈沖星導航成為下一階段的主要研究對象,這樣可以把整個時間測量電路和后續(xù)脈沖還原都集成于Linux系統(tǒng)之中,便于實時的處理時間測量電路數(shù)據(jù)完成精準的導航工作。在最后一章論文介紹了ZedBoard開發(fā)板,說明了其工作步驟及可能出現(xiàn)的問題及解決方法,并移植了Linux系統(tǒng)到ZedBoard開發(fā)板完成了ARM和FPGA的協(xié)調工作。為后續(xù)工作的展開起到了鋪墊的作用。
[Abstract]:Time measurement circuit is an important part of X-ray pulsar navigation. The time of this time is obtained by using the collected X-ray pulse as trigger signal. The time precision reaches 1ns and the range reaches 1999. It has the characteristics of high precision and wide range. In this paper, the time measurement circuit is designed by using the whole hardware design mode based on FPG A and the combination of coarse time and fine time. Gross time using Graycode counter for year, month, day, hour, minute, second design. The IODELAY primitive provided by Xilinx Company is used to design the time below the main frequency. Finally, the time measurement circuit of 1ns is achieved, and the time data of the time measurement circuit is transmitted to the host computer by USB chip CY7C68013A to restore the superposition pulse profile of epoch. The time measurement circuit in this paper is based on the cooperative project of X-ray pulsar navigation of Xi'an Optical Machine Institute of Chinese Academy of Sciences. Time measurement circuit is an important part of X-ray pulsar navigation back-end circuit, the front-end circuit is developed by Xi'an Optical Machine. At this stage, all the research is based on the ground simulation system. The whole X-ray pulsar navigation ground simulation system includes: X-ray signal generator, vacuum system, MCP detector, front-end shaping amplifier circuit, time measurement circuit and USB transmission. The transmission of time measurement circuit and USB is the research content of this paper. In this paper, an integrated X-ray pulsar ground simulation system is used to carry out the test, and the test results are transmitted to the upper computer by USB to restore the pulse profile. The similarity between the restored pulse profile and the pulsar profile downloaded in NASA is 95.38, which meets the requirements of the project. But this method is not convenient for real-space navigation because of its poor real-time performance. According to the real-time requirement, pulsar navigation based on Linux system becomes the main research object in the next stage, so the whole time measurement circuit and the subsequent pulse restore can be integrated into the Linux system. Convenient for real-time processing of time measurement circuit data to complete accurate navigation work. In the last chapter, the ZedBoard development board is introduced, its working steps, possible problems and solutions are explained, and the coordination between ARM and FPGA is accomplished by transplanting the Linux system to the ZedBoard development board. For the development of the follow-up work played a role in paving the way.
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V448.2

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本文編號：2271629