本文關(guān)鍵詞：基于FPGA可重構(gòu)技術(shù)的多功能儀器設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳統(tǒng)的測試儀器一旦生產(chǎn)出來功能和技術(shù)指標(biāo)即固定,缺乏通用性和可拓展性,面對日益復(fù)雜的電子測試環(huán)境,無法完成多任務(wù)聯(lián)合測試。隨著現(xiàn)代電子測試技術(shù)的不斷發(fā)展和提高,測試儀器經(jīng)歷了模擬測試儀器、數(shù)字測試儀器、智能化測試儀器、虛擬儀器四個發(fā)展階段,測試儀器的性能得到顯著提高,但是依然不能滿足測試儀器多功能一體化的現(xiàn)代化測試需求�？芍貥�(gòu)技術(shù)能夠使測試儀器重構(gòu)系統(tǒng)的軟件和硬件,具有資源利用率高、功耗低、靈活性強(qiáng)和功能自適應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),有非�？捎^的應(yīng)用前景。在諸多可重構(gòu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法中,基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的可重構(gòu)技術(shù)受到廣泛關(guān)注和重點(diǎn)研究,并得到快速的發(fā)展。FPGA可重構(gòu)技術(shù)通過時分復(fù)用的方式利用FPGA內(nèi)部邏輯資源,實(shí)現(xiàn)不同的電路功能,既具有接近于ASIC(Application Specific Integrated Circuit)的高性能,又具有通用處理器的靈活性,為計(jì)算方法的實(shí)現(xiàn)提供了新的選擇�？芍貥�(gòu)技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用,使測試儀器的多功能一體化成為可能。本文在深入研究可重構(gòu)技術(shù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用基于FPGA的可重構(gòu)技術(shù)提出了一種多功能儀器的設(shè)計(jì)方案,該方案通過硬件復(fù)用的方式可以使儀器實(shí)現(xiàn)多個應(yīng)用功能。以圖像采集和信號發(fā)生器兩個具體應(yīng)用功能為設(shè)計(jì)實(shí)例,詳細(xì)介紹了多功能儀器的設(shè)計(jì)方法。結(jié)合多功能儀器設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)要求進(jìn)行了儀器整體的硬件電路設(shè)計(jì),包括FPGA控制模塊、可重構(gòu)配置模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、圖像采集模塊、信號發(fā)生器模塊、開關(guān)控制模塊和電源管理模塊等。最后,對設(shè)計(jì)的多功能儀器的邏輯單元進(jìn)行了時序邏輯設(shè)計(jì)與仿真,并進(jìn)行性能測試,通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和比較,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的多功能儀器的正確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：FPGA 可重構(gòu) 時分復(fù)用 多功能儀器
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP216
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.2 可重構(gòu)技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-12
• 1.3 可重構(gòu)儀器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢12-13
• 1.4 論文內(nèi)容安排13-15
• 2 儀器可重構(gòu)技術(shù)15-21
• 2.1 儀器可重構(gòu)技術(shù)15-16
• 2.2 硬件可重構(gòu)技術(shù)16-18
• 2.3 基于FPGA的可重構(gòu)技術(shù)18-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 3 多功能儀器方案設(shè)計(jì)21-29
• 3.1 總體方案設(shè)計(jì)21-23
• 3.2 關(guān)鍵技術(shù)解決方案23-26
• 3.2.1 快速可重構(gòu)配置方案設(shè)計(jì)23-26
• 3.2.2 可靠性分析26
• 3.3 圖像采集功能實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)26-27
• 3.4 信號發(fā)生器功能實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)27-28
• 3.5 本章小結(jié)28-29
• 4 多功能儀器硬件電路設(shè)計(jì)29-49
• 4.1 可重構(gòu)邏輯控制電路設(shè)計(jì)29-31
• 4.1.1 可編程邏輯器件選型29
• 4.1.2 可重構(gòu)邏輯控制電路設(shè)計(jì)29-31
• 4.2 可重構(gòu)配置模塊電路設(shè)計(jì)31-34
• 4.2.1 芯片選型31-32
• 4.2.2 配置存儲電路設(shè)計(jì)32-33
• 4.2.3 配置接口電路設(shè)計(jì)33-34
• 4.3 通信接口電路設(shè)計(jì)34-36
• 4.4 數(shù)據(jù)存儲電路設(shè)計(jì)36-37
• 4.5 圖像采集模塊電路設(shè)計(jì)37-39
• 4.5.1 圖像傳感器芯片選型37-38
• 4.5.2 圖像采集電路設(shè)計(jì)38-39
• 4.6 信號發(fā)生器模塊電路設(shè)計(jì)39-45
• 4.6.1 DDS芯片選型39-40
• 4.6.2 DDS頻率合成電路設(shè)計(jì)40-41
• 4.6.3 I/V轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)41
• 4.6.4 放大及濾波電路設(shè)計(jì)41-45
• 4.7 開關(guān)控制模塊電路設(shè)計(jì)45-46
• 4.8 電源管理模塊電路設(shè)計(jì)46-48
• 4.9 本章小結(jié)48-49
• 5 時序邏輯設(shè)計(jì)與分析49-55
• 5.1 時鐘管理與總體邏輯設(shè)計(jì)49-50
• 5.2 可重構(gòu)配置模塊邏輯設(shè)計(jì)與仿真50-52
• 5.3 圖像采集模塊邏輯設(shè)計(jì)52-53
• 5.4 信號發(fā)生器模塊邏輯設(shè)計(jì)53-54
• 5.5 本章小結(jié)54-55
• 6 性能測試55-60
• 6.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析55-58
• 6.2 調(diào)試遇到的問題及解決方法58-59
• 6.3 本章小結(jié)59-60
• 7 總結(jié)與展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與課題研究64-65
• 致謝65-66

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA可重構(gòu)技術(shù)的多功能儀器設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：362823