多波束測(cè)深系統(tǒng)在水下地形探測(cè)中發(fā)揮著重要作用,隨著海洋經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,它在海洋探測(cè)中的作用日益重要,其需求也不斷增長(zhǎng)。在對(duì)多波束測(cè)深系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)的過(guò)程中,需要存儲(chǔ)大量的原始數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。所以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊在多波束測(cè)深系統(tǒng)中有著重要作用。傳統(tǒng)方法是使用PC機(jī)進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ),它存在著傳輸速度慢,實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)。所以迫切需要開(kāi)發(fā)新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。本文針對(duì)“淺水寬覆蓋多波束測(cè)深系統(tǒng)”項(xiàng)目的需求,設(shè)計(jì)了嵌入式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊,實(shí)現(xiàn)了大容量數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)。 本文論述了使用SOPC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)硬盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的方法和優(yōu)勢(shì)。討論了基于NIOSⅡ軟核的硬盤(pán)存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì),分別詳細(xì)描述了IDE控制器的開(kāi)發(fā)和FAT32文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。本文不僅討論了基于FPGA的邏輯電路的設(shè)計(jì)方法和相關(guān)時(shí)序優(yōu)化方法,而且對(duì)NIOSⅡ內(nèi)核中的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)研究。設(shè)計(jì)了文件系統(tǒng)的用戶(hù)接口層函數(shù),在實(shí)現(xiàn)FAT32文件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的管理的同時(shí),使數(shù)據(jù)的傳輸速度獲得了很大的提高,滿(mǎn)足了大數(shù)據(jù)量傳輸條件下對(duì)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行管理的要求。 另外,本文給出了人機(jī)交互界面和顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì),分別包括VGA控制器的應(yīng)用和μC/GUI的應(yīng)用。對(duì)顯示系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了分析并提供了解決方法。最后,本文討論了存儲(chǔ)系統(tǒng)的CPU與顯示系統(tǒng)的CPU進(jìn)行通信的問(wèn)題,解決了兩個(gè)CPU對(duì)同一個(gè)存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問(wèn)遇到的問(wèn)題。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類(lèi)】：TP333.35;TN873
【部分圖文】：

其中包括從顯存中讀取圖像數(shù)據(jù)，VGA時(shí)序的實(shí)現(xiàn)等功能。2.3開(kāi)發(fā)平臺(tái)的簡(jiǎn)介本文采用FPGA開(kāi)發(fā)板DEI作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。如圖2.3所示，DEI開(kāi)發(fā)板是友晶公司開(kāi)發(fā)的多功能FPGA開(kāi)發(fā)板，它使用的FPGA型號(hào)為Cyclonen系列的EPZC20。DEI開(kāi)發(fā)板上有豐富的外設(shè)接口，可以連接多種外部設(shè)備，其中包括音頻接口、VGA接口、RS232接口、SD卡接口和PS/2接口等。另外，DEI開(kāi)發(fā)板還提供了兩組40腳的通用GPIO接口，這使它能夠擴(kuò)展多種功能。另外，DEI開(kāi)發(fā)板上的晶振可以提供50MHz，27MHz和24MHz三個(gè)頻率的時(shí)鐘，可以滿(mǎn)足一般設(shè)計(jì)的需求。圖2.3是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的實(shí)物圖。DEi開(kāi)發(fā)板的主要器件參數(shù)如下:rPoA采用Altera公司的 Cyclone11EpZC20

協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行IDE控制器的開(kāi)發(fā)。 3.1.2IDE接口的物理特性與電氣特性和引腳排列A乃叼ATA一6協(xié)議規(guī)定了IDE接口的機(jī)械參數(shù)。圖3.1展示了IDE接口硬盤(pán)端的外觀。圖中左面部分為信號(hào)線(xiàn)，共四十個(gè)引腳，其中20引腳沒(méi)有連接。右面部分是硬盤(pán)跳線(xiàn)，共十個(gè)引腳。跳線(xiàn)用來(lái)設(shè)置硬盤(pán)在PC機(jī)中的編號(hào)，確定硬盤(pán)是主硬盤(pán)還是從硬盤(pán)。不同廠商的硬盤(pán)跳線(xiàn)部分的連接不同。本文中僅用到一個(gè)硬盤(pán)，所以將硬盤(pán)設(shè)為主硬盤(pán)。所用硬盤(pán)需要將G腳和H腳用跳線(xiàn)帽短接，以表示本硬盤(pán)為主硬盤(pán)。若要將硬盤(pán)設(shè)置為從硬盤(pán)，則需要將C腳和D腳用跳線(xiàn)帽進(jìn)行短接。引腳連接器，共40針\弓1腳1引腳A立立 0000仁

對(duì)于邊沿敏感的異步信號(hào)，采用兩個(gè)寄存器對(duì)其電平變化前和變化后的值進(jìn)行采樣，使其變?yōu)閮晌坏耐叫盘?hào)。這樣既實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的濾波，又實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的同步化。圖3.8是Modelsim下得到的寄存器傳輸時(shí)序仿真波形圖。圖中共實(shí)現(xiàn)了多次寄存器傳輸。圖中可以看出各個(gè)信號(hào)的時(shí)序符合手冊(cè)的要求。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2859282