本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)在現(xiàn)代信息處理系統(tǒng)中占據(jù)著舉足輕重的位置。在現(xiàn)代信息處理技術(shù)中,大部分都是通過(guò)數(shù)字電路構(gòu)造的系統(tǒng)來(lái)完成信息的獲得、處理、控制和傳輸?shù)纫幌盗泄ぷ�。但在�?shí)際的工程應(yīng)用中,待處理的信息通常是溫度、濕度、壓強(qiáng)和輻射等物理量,這些物理量需要通過(guò)各類專門(mén)的傳感器將其轉(zhuǎn)換成連續(xù)的模擬信號(hào)。而所謂的數(shù)據(jù)采集,就是指將這些連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字系統(tǒng)能夠處理的數(shù)字信號(hào)。所以數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸一樣,都是處理數(shù)字信號(hào)之前十分重要的步驟。數(shù)據(jù)采集的速度與精度、采集得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸?shù)乃俾手苯佑绊懼麄€(gè)處理系統(tǒng)的性能。本論文設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)是通過(guò)高性能ADC芯片采樣得到高速率與高精度的采樣數(shù)據(jù),將這些數(shù)據(jù)用內(nèi)存緩存并提前做一些處理,再經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)總線,將數(shù)據(jù)及時(shí)、高效地傳輸至計(jì)算機(jī)本地磁盤(pán)落盤(pán),從而達(dá)到記錄工作數(shù)據(jù)以及方便使用者反復(fù)查看與分析數(shù)據(jù)的目的。在研究和了解了內(nèi)存與總線技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀之后,決定選用DDR3-SDRAM和PCI Express(簡(jiǎn)稱PCIe)來(lái)分別實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在本系統(tǒng)中的緩存與傳輸。本系統(tǒng)是基于FPGA來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的,FPGA設(shè)計(jì)的靈活性和FPGA模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)大大縮短了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間與成本,并使系統(tǒng)具備進(jìn)一步擴(kuò)展升級(jí)的可能�？紤]到編程的難易度與代碼的通用性等方面,在設(shè)計(jì)時(shí)采用了VerilogHDL硬件描述語(yǔ)言分別對(duì)DDR3-SDRAM接口的讀寫(xiě)狀態(tài)轉(zhuǎn)換、ADC芯片工作模式的控制、采集數(shù)據(jù)的預(yù)處理以及PCIe總線接口的數(shù)據(jù)流控制模塊進(jìn)行了程序的編寫(xiě),并通過(guò)Isim仿真軟件對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行充分的功能仿真。經(jīng)過(guò)充分的仿真驗(yàn)證和大量的測(cè)試分析,本系統(tǒng)的各項(xiàng)功能得以實(shí)現(xiàn),各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。能夠滿足目前軍事、工業(yè)以及空間探測(cè)等領(lǐng)域中對(duì)數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)的需求。本論文設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)具有很大的實(shí)用價(jià)值以及十分廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：ADC FPGA DDR3 PCIe Verilog
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP274.2;TP333
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號(hào)對(duì)照表11-12
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表12-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 論文的研究背景15-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)16-18
• 1.2.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀16
• 1.2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排18-19
• 第二章 數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與傳輸技術(shù)19-31
• 2.1 數(shù)據(jù)采集原理19-23
• 2.1.1 信號(hào)采樣原理19-20
• 2.1.2 采樣方式研究20-23
• 2.2 DDR3-SDRAM內(nèi)存存儲(chǔ)原理23-26
• 2.3 高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)26-30
• 2.3.1 總線傳輸技術(shù)26-27
• 2.3.2 PCI Express總線技術(shù)27-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)31-55
• 3.1 高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-34
• 3.2 數(shù)據(jù)采集控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)34-36
• 3.3 DDR3-SDRAM內(nèi)存控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)36-47
• 3.3.1 DDR3-SDRAM內(nèi)存控制器模塊的劃分36-37
• 3.3.2 Memory Interface Generator IP核控制37-41
• 3.3.3 用戶接口邏輯的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)41-47
• 3.4 PCIe G2.0總線接口控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)47-54
• 3.4.1 PCIe G2.0總線接口控制器模塊的劃分47-48
• 3.4.2 PCIe Endpoint Block IP核簡(jiǎn)介48-49
• 3.4.3 DMA讀寫(xiě)控制器模塊設(shè)計(jì)49-53
• 3.4.4 配置信息與狀態(tài)控制模塊設(shè)計(jì)53-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第四章 高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)的測(cè)試與驗(yàn)證55-65
• 4.1 測(cè)試與驗(yàn)證平臺(tái)55-56
• 4.2 數(shù)據(jù)采集模塊的測(cè)試56-57
• 4.3 DDR3-SDRAM內(nèi)存讀寫(xiě)性能測(cè)試57-59
• 4.4 PCIe G2.0總線接口數(shù)據(jù)傳輸性能測(cè)試59-61
• 4.5 DDR3-SDRAM內(nèi)存與PCIe G2.0總線聯(lián)合性能測(cè)試61-63
• 4.6 本章小結(jié)63-65
• 第五章 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 論文工作總結(jié)65
• 5.2 未來(lái)展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-69
• 致謝69-71
• 作者簡(jiǎn)介71-72

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1 趙小英,趙艷,任力生;高速數(shù)據(jù)采集預(yù)處理系統(tǒng)[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2000年06期

2 金永賢;新型高速數(shù)據(jù)采集方法研究[J];華東交通大學(xué)學(xué)報(bào);2000年01期

3 畢友明,楊鐵梅;線陣CCD高速數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)[J];太原重型機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào);2000年01期

4 吳清收,魏紹亮,袁杰,張忠陽(yáng);兩路并行高速數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年02期

5 崔文柏;袁國(guó)良;鄭學(xué)峰;;高速數(shù)據(jù)采集的幾種方法探討[J];試驗(yàn)技術(shù)與試驗(yàn)機(jī);2002年Z1期

6 儲(chǔ)岳中,張紹德;基于VisualC++的高速數(shù)據(jù)采集及其應(yīng)用[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2004年11期

7 任天平;朱小謙;;低速器件實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集[J];創(chuàng)新科技;2004年10期

8 唐林波,趙保軍,韓月秋;超高速數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2005年07期

9 沈羽;齊偉民;張毅;;實(shí)時(shí)高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)的一種實(shí)現(xiàn)方法[J];微計(jì)算機(jī)信息;2006年01期

10 劉忠;黃健全;徐坤;;流水線技術(shù)在高速數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2006年20期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孫杰;;高速數(shù)據(jù)采集的全新解決方案[A];21世紀(jì)中國(guó)電子儀器發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)文集[C];2004年

2 劉布民;王旭東;羅剛;;高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)計(jì)[A];電工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

3 尚志武;萬(wàn)淑敏;王太勇;;基于高速數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)信號(hào)分析的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)分析系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[A];中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)第三屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2001年

4 楊東凱;馮淵;;基于EZ-USB FX2的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[A];全國(guó)第二屆信號(hào)處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議�？痆C];2008年

5 鄭戈;劉光斌;;基于USB2.0的高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)[A];第十七屆全國(guó)測(cè)控計(jì)量?jī)x器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)（MCMI'2007）論文集（下冊(cè)）[C];2007年

6 李善文;林輝;;基于PCI-1716的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)[A];第三屆全國(guó)虛擬儀器大會(huì)論文集[C];2008年

7 張全金;周輝;;基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)[A];2011年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2011年

8 唐宗軍;楊光;王維;欽蘭云;;基于DSP和單片機(jī)的高速數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)[A];第二屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

9 張訓(xùn)文;楊敏;韓青;楊萱;;基于PCI總線的高速數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)[A];第九屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅱ[C];2011年

10 楊光友;張雙清;;ARM+FPGA以太網(wǎng)高速數(shù)據(jù)采集平臺(tái)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];2009年促進(jìn)中部崛起專家論壇暨第五屆湖北科技論壇——裝備制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇論文集（上）[C];2009年

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1 玄金;基于DSP-FPGA的高速數(shù)據(jù)采集與處理[D];西安電子科技大學(xué);2014年

2 韋偉;基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

3 孫秀珍;高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)[D];南京理工大學(xué);2009年

4 徐紅偉;高速數(shù)據(jù)采集記錄裝置研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

5 何維;一種高速數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)系統(tǒng)的研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

6 卿燕玲;高速數(shù)據(jù)采集及信號(hào)處理[D];四川大學(xué);2006年

7 曲少波;小型高速數(shù)據(jù)采集、處理與回放模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

8 梁曉明;基于嵌入式系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)采集的平臺(tái)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2009年

9 隋承浩;高速數(shù)據(jù)采集、處理與傳輸?shù)南到y(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2010年

10 譚家海;高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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