本文關鍵詞：試飛驗證系統(tǒng)模擬信號源總線接口及驅動程序設計

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【摘要】：近年來隨著我國綜合實力的不斷提高,中國商用航空業(yè)市場也越來越龐大,但大型商用客機的市場一直以來都是由國外幾大飛機制造公司占據(jù)絕對的市場份額,因此為了打破壟斷,振興本國的航空業(yè),國產商用大飛機的研制對于我國的航空業(yè)是越來越迫切。在大飛機的研制過程中,試飛驗證過程是極其復雜和漫長的。應某單位的需求,本團隊擔任為其研制一套試飛驗證系統(tǒng)下的模擬信號源系統(tǒng),該系統(tǒng)負責響應試飛驗證控制平臺,并模擬飛機在真實試飛時的各種傳感器參數(shù)。本課題就是在研制此模擬信號源系統(tǒng)的背景下展開的。本文主要闡述了為模擬信號源系統(tǒng)研制一款總線接口及其驅動程序的工作內容。該總線接口在課題中擔任連接模擬信號源系統(tǒng)控制軟件與本地模擬信號源板卡的作用。本文大致可以分為五部分內容,本文第一部分首先根據(jù)課題需求確定總線接口方案:通過總線接口卡鏈接PCI總線與本地總線的模式,連接模擬信號源板卡與本地測試控制軟件,之后設計相應的本地總線,通過本地總線掛載模擬信號源板卡,簡化通信復雜度;第二部分介紹了課題開展過程中怎樣設計一款基于FPGA硬件平臺的PCI總線接口板卡,在這部分詳細的介紹了板卡硬件設計的各個細節(jié);第三部分在以上的硬件平臺基礎上完成基于Verilog的PCI接口軟核的設計,此部分詳細介紹了PCI總線接口軟核的設計思想以及其仿真、調試驗證方法;第四部分介紹基于DriverStudio3.2的WDM驅動開發(fā)和基于MFC的測試應用程序設計,及基于SignalTap II的測試分析;最后第五部分基于理論與實際實驗測試結果對PCI總線接口板卡整套軟硬件做出了速度與功耗的分析。本課題所設計的總線接口是課題中整個模擬信號源子系統(tǒng)的通信傳輸紐帶,起著至關重要的作用。經過不斷地對板卡各項參數(shù)測試,板卡目前能夠較穩(wěn)定的完成與測試應用程序之間的配置訪問操作、I/O空間與存儲器空間訪問操作、中斷功能。這些基本功能為后續(xù)模擬信號源板卡與測試平臺軟件之間通信提供了保障,對整個系統(tǒng)的研制成功具有非常重要的作用。
【關鍵詞】：試飛驗證 PCI FPGA Verilog WDM驅動程序設計 SignalTap II
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V217.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 試飛驗證模擬信號源總線接.研究背景與意義12-16
• 1.1.1 模擬信號源總線接.研究背景12-13
• 1.1.2 模擬信號源總線接.方案介紹13-15
• 1.1.3 模擬信號源總線接.研究的意義15-16
• 1.2 國內外研究歷史與現(xiàn)狀16
• 1.3 本文的主要內容16-17
• 1.4 本文的結構安排17-18
• 第二章 PCI總線到本地總線的轉接設計18-38
• 2.1 PCI總線簡介18-19
• 2.1.1 PCI的技術指標18
• 2.1.2 PCI總線的特點18-19
• 2.2 PCI總線信號19-22
• 2.3 PCI總線命令22-23
• 2.4 PCI總線操作23-27
• 2.4.1 PCI配置空間讀寫時序24-25
• 2.4.2 PCI內存地址空間讀寫時序25-27
• 2.5 PCI總線的編址27-30
• 2.5.1 PCI I/O地址空間27-28
• 2.5.2 PCI存儲器地址空間28
• 2.5.3 PCI配置空間28-30
• 2.6 本地總線轉接設計30-37
• 2.6.1 本地總線的需求分析30-31
• 2.6.2 本地總線信號定義31-32
• 2.6.3 本地總線地址分配32-33
• 2.6.4 本地總線操作轉接33-37
• 2.7 本章小結37-38
• 第三章 PCI總線接.板卡硬件設計38-46
• 3.1 FPGA選型與I/O電平分析38-41
• 3.1.1 FPGA選型38-39
• 3.1.2 I/O電平分析39-41
• 3.2 板卡硬件設計41-45
• 3.2.1 PCI總線接.電路41-42
• 3.2.2 本地總線接.電路42-43
• 3.2.3 總線轉換電路43-44
• 3.2.4 其它電路44-45
• 3.3 PCB布板注意事項45
• 3.4 本章小結45-46
• 第四章 PCI總線接.軟核的Verilog實現(xiàn)46-63
• 4.1 FPGA IP核及介紹46-47
• 4.2 PCI總線接.軟核模塊的總體設計47-50
• 4.2.1 軟核模塊的功能介紹47
• 4.2.2 軟核模塊的功能接.定義47-49
• 4.2.3 PCI總線接.軟核的總體邏輯結構49-50
• 4.3 PCI總線接.軟核各模塊設計50-61
• 4.3.1 PCI協(xié)議及本地總線轉接模塊50-54
• 4.3.2 配置空間模塊54-58
• 4.3.3 基地址檢測模塊58-59
• 4.3.4 奇校驗模塊59
• 4.3.5 命令鎖存模塊59-60
• 4.3.6 操作重計數(shù)模塊60-61
• 4.4 PCI總線接.軟核總體模塊61-62
• 4.5 本地總線功能驗證模塊62
• 4.6 Verilog編程注意事項62
• 4.7 本章小結62-63
• 第五章 PCI總線接.軟核的仿真及綜合驗證63-75
• 5.1 PCI總線接.軟核的測試驗證方法63
• 5.2 測試驗證平臺設計63-67
• 5.2.1 時鐘復位模塊64
• 5.2.2 測試激勵模塊64-66
• 5.2.3 目標設備模塊66-67
• 5.3 模塊基本操作的功能仿真分析67-70
• 5.3.1 配置讀寫仿真67-68
• 5.3.2 單次讀寫仿真68-69
• 5.3.3 猝發(fā)讀寫仿真69-70
• 5.3.4 異常響應仿真70
• 5.4 PCI總線接.軟核的綜合實現(xiàn)與時序仿真70-72
• 5.4.1 軟核的綜合實現(xiàn)70-71
• 5.4.2 軟核的時序仿真結果分析71-72
• 5.5 PCI總線接.軟核模塊的配置驗證72-74
• 5.6 本章小結74-75
• 第六章 總線接.驅動程序開發(fā)及測試75-99
• 6.1 WDM驅動程序設計概述75-77
• 6.1.1 WDM驅動程序模型76
• 6.1.2 WDM驅動程序層次結構76-77
• 6.2 驅動程序與測試應用程序設計思想77-78
• 6.3 基于DriverStudio 3.2 的WDM驅動程序開發(fā)78-88
• 6.3.1 利用DriverWizard生成驅動程序框架78-80
• 6.3.2 生成驅動程序框架分析80-82
• 6.3.3 驅動程序核心代碼添加82-85
• 6.3.4 驅動程序的操作封裝85-88
• 6.4 驅動程序的調試88
• 6.5 應用測試程序的設計88-89
• 6.6 驅動程序與板卡聯(lián)合測試驗證89-95
• 6.6.1 配置空間操作測試90-91
• 6.6.2 I/O與存儲器空間操作測試91-95
• 6.7 PCI總線接.板卡的傳輸速度分析95-97
• 6.7.1 板卡通信速度的理論分析95-96
• 6.7.2 板卡通信速度的實際測試96-97
• 6.8 PCI總線接.的功耗分析97-98
• 6.8.1 PCI總線接.軟核功耗分析97-98
• 6.8.2 PCI總線接.功耗的實際測試98
• 6.9 本章小結98-99
• 第七章 總結與展望99-101
• 7.1 全文總結99
• 7.2 后續(xù)工作與展望99-101
• 致謝101-102
• 參考文獻102-104
• 攻讀碩士學位期間取得的成果104-105
• 附錄105-106

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 周國良;趙洪;盧迪;;在線式雜質測量儀中PCI數(shù)據(jù)采集卡驅動程序設計[J];哈爾濱理工大學學報;2007年01期

2 王茜;李根焰;藺佳哲;曾雪剛;;面源紅外目標模擬器硬件系統(tǒng)設計[J];紅外技術;2015年10期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 許元;某車載隨動裝置檢測系統(tǒng)的設計[D];西安工業(yè)大學;2011年

2 劉婷;USB設備固件升級系統(tǒng)的設計與開發(fā)[D];西南交通大學;2006年

3 黃新財;基于PCI總線的高速實時連續(xù)測試系統(tǒng)的研究[D];四川大學;2006年

4 李瑤;基于ETX的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驅動程序研究與開發(fā)[D];西安電子科技大學;2007年

5 王強;基于USB2.0接口陀螺測試系統(tǒng)的設計[D];西安工業(yè)大學;2007年

6 段良峰;同頻被動接收機測試系統(tǒng)研制[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

7 張棟;模塊化質譜儀電子系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

8 張孝勇;基于PCI的船舶動力裝置監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)設計[D];武漢理工大學;2014年

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本文編號：801608