本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的多通道多速率信號傳輸研究與設(shè)計　出處：《成都理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：當(dāng)今世界,人們生活節(jié)奏的加快,對各行業(yè)的要求都在提高,以電子技術(shù)為基礎(chǔ)的各行業(yè)也順應(yīng)著時代的發(fā)展快速發(fā)展著。由于計算機技術(shù)和集成電路技術(shù)的快速發(fā)展,A/D、D/A采樣率的不斷提高,以及數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸這三大信息技術(shù)在智能控制、通信、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,所以信號傳輸?shù)难芯孔兊糜葹橹匾�。在信號傳輸前現(xiàn)場所測得的信號都是模擬信號,然而眾所周知的是計算機只能識別數(shù)字信號,所以這時就得將所采集的模擬信號進行處理,轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號,根據(jù)不同的需要來實現(xiàn)對儀器設(shè)備的控制,這個過程就涉及到了信號的采集及處理。并且現(xiàn)在航空、通信、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域常常需要測量多種信號,或者需要接收處理多種信號,并且由于各路信號測量接收時間不同,而且各路信號接收速率也可能不同,所以這就涉及到了多通道多速率的信號傳輸研究。就比如本文研究的多通道多速率信號傳輸,此研究是基于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而完成的,現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所需要采集的信號量越來越大,并且信號種類也越來越多,這就需要多通道多速率信號處理方面的技術(shù)支撐�，F(xiàn)在數(shù)字系統(tǒng)都向著大容量、小體積和高速度的更好方向發(fā)展。FPGA集成度高、功耗低并且可以將采集、控制、處理、傳輸?shù)燃谝粔K芯片內(nèi),FPGA的這些優(yōu)勢順應(yīng)著科技的發(fā)展,所以FPGA能夠更廣泛的被應(yīng)用。本文完成的是研究四個通道同時采集可能不同速率的相關(guān)信號并傳輸。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以采用單片機、DSP、FPGA這三種,由于單片機必須順序執(zhí)行程序,所以適于做控制,并且單片機就只適用于數(shù)據(jù)采集量小的采集系統(tǒng);如果使用DSP完成多通道信號采集則需要多片DSP才能實現(xiàn)多通道同步采集,這樣不但增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性而且也提高了成本;然而FPGA對程序可以進行并行處理和順序處理,利用FPGA的并行處理能力,采用高速可編程FPGA模塊和嵌入式開發(fā)相結(jié)合的方式,提出了一種基于FPGA的高速、多通道、多速率的同步信號采集并處理的一種實現(xiàn)方法。該系統(tǒng)中多速率處理以抽取與插值為理論基礎(chǔ),通過CIC濾波器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采樣率的變換,利用FPGA中自帶的IP Core構(gòu)成的異步FIFO緩存輸入輸出數(shù)據(jù),在采樣率變換中,輸入數(shù)據(jù)采樣率可靈活多變,而進入FPGA后編碼系統(tǒng)會自動識別數(shù)據(jù)長度,通過一定算法來實現(xiàn)抽取或插值或二者的結(jié)合處理,使采樣率達到系統(tǒng)處理理想長度。多通道中FPGA分別對各路信號作單獨處理,同時也是互不干擾,這就增大了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,同時每一路內(nèi)部采用乒乓處理思想,將一路信號分成兩路處理,加快處理速度,處理后的信息由串口發(fā)出。通過不斷的探討,仿真,調(diào)試工作,該系統(tǒng)最后終于能夠正常的工作了,在通過連續(xù)24小時不間斷的運行測試后,該系統(tǒng)已經(jīng)能夠長時間的正常運行了。通過對該系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試工作,我們得出了如下結(jié)論:該系統(tǒng)采用四通道并行處理結(jié)構(gòu),大大加快了數(shù)據(jù)處理速度,提高了效率。使用多速率信號處理系統(tǒng),實現(xiàn)了系統(tǒng)高精密度的特性。同時擴大了系統(tǒng)工作范圍,提高了穩(wěn)定性。
[Abstract]:This paper deals with multi - channel multi - rate signal transmission , which is based on the rapid development of computer technology and integrated circuit technology , the increasing of the sampling rate of data acquisition , processing and transmission . A method for collecting and processing multi - channel and multi - rate synchronous signals includes such steps as taking extraction and interpolation as the theoretical basis , realizing the conversion of data sampling rate through CIC filter , and using an asynchronous FIFO buffer input / output data composed of IP Core in FPGA .

【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN791;TN911.7

【參考文獻】

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1 桑亞樓;阮鄭興;;無線電數(shù)字信號處理與軟件無線電技術(shù)綜述[J];電子科技;2012年06期

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本文編號：1439532