模块化声纳信号模拟器硬件设计与实现
发布时间：2021-10-14 16:12
当今海洋已经成为各国关注的焦点,各国对海洋开发和探索的力度不断加大,这也促使声纳技术的发展不断加快,而声纳信号模拟器是声纳无论在前期开发、中期验证以及后期维护必不可少的工具。以往的声纳信号模拟器大多以专用型为主,种类复杂,功能单一,很难形成系列化、组合化、通用化、标准化产品,这也制约着声纳技术的发展,其中,模块化硬件设计是解决此类问题的有效手段之一。本文以模块化声纳信号模拟器硬件设计与实现为主要研究内容。论文首先对声纳信号模拟器的研究背景和意义以及发展现状进行了阐述,针对目前声纳模拟器的不足,提出了本文的研究课题模块化声纳信号模拟器硬件设计与实现。其次,对模块化声纳信号模拟器硬件方案进行了设计,包括功能模块设计、硬件整体方案设计和整体设计方案中形成的结构模块设计,结构模块包括:数据传输与存储模块、多通道模拟信号输出子卡模块、供电系统模块。再次,进行了模拟器硬件电路设计与实现,设计了以上三种结构模块的电路原理图。其中数据传输与存储模块包括Cyclone V FPGA板卡、USB3.0、STM32与SD卡、FLASH、RS232以及供电等电路的设计。多通道模拟信号输出子卡模块包括Cyclo...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
计算机+通用模拟器硬件平台方案
第 2 章 模块化声纳信号模拟器硬件设计方案大程度上节约成本、缩短研发周期以及实现通用化等多种优势[36]。对身而言，具有不区分信号形式、不限制信号频率以及通道可扩展等优纳信号模拟器工作在实时模式下（计算机实时产生数据，模拟器实不够，或者非实时模式下（无计算机参与，存储产生信号），存储容量多块数据传输与存储结构模块；当通道数不足或者模拟器输出信号频增加或替换[37]多通道模拟器信号输出子卡结构模块（最多扩展 16 块统的供电性能不足时可以增加电源系统模块数量，为系统提供足够电后的声纳信号模拟器系统整体结构如图 2.3 所示。
FPGA 是 ARM 和 FPGA 结合的产物，列 FPGA 同时具有高速并行处理和强 ARM 的 Cyclone V 系列 FPGA。 系列 FPGA 的缺点都是逻辑单元和引模和引脚数目上的需求量都是很大，由入了一片 Altera 公司 CycloneIVFPG要求。lone V FPGA 中的 ARM 适合管理复杂能、同步功能以及千兆网口功能都由与子卡的数据接口控制都需要大量 同时 Cyclone IV FPGA 也负责实现 SD系统，在实现 SD 卡存储上使用了一片与存储结构模块框图如图 2.4 所示。GPS Motion Heading SV
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于比较性研究的海洋信息化中“智慧海洋”的构建[J]. 陈朋伟,栗俊杰,刘邦凡. 中国集体经济. 2018(30)
[2]海洋信息化规划研究[J]. 李晋,蒋冰,姜晓轶,刘玉新,华彦宁,韩春花. 科技导报. 2018(14)
[3]基于STM32CubeMX的单片机最小系统设计[J]. 杨晓艳,陈亮. 数字技术与应用. 2018(06)
[4]军用电子设备模块化设计与标准化方法[J]. 何思亮. 电子世界. 2018(10)
[5]多波束合成孔径声呐技术研究进展[J]. 李海森,魏波,杜伟东. 测绘学报. 2017(10)
[6]声纳基阵信号模拟器设计与实现[J]. 齐正云,褚福照. 舰船电子工程. 2017(09)
[7]基于SoC FPGA的千兆以太网接入设计[J]. 季茂胜,左国辉,张丽娜. 计算机与网络. 2017(Z1)
[8]浅水多波束测深声纳关键技术剖析[J]. 周天,欧阳永忠,李海森. 海洋测绘. 2016(03)
[9]产品模块化设计新方法研究[J]. 孙锐,刘晓飞,董萍,张炜. 制造业自动化. 2016(05)
[10]舰艇声纳技术的应用与发展分析[J]. 张巍. 舰船电子工程. 2016(05)
博士论文
[1]习近平海洋思想研究[D]. 张俏.大连海事大学 2016
[2]中国海洋意识建构的大众传播策略研究[D]. 郑宇.浙江大学 2015
硕士论文
[1]并口NOR FLASH擦写控制器的功能及其验证改进设计[D]. 赵少兴.西安电子科技大学 2017
[2]多波束声纳信号模拟器设计[D]. 王琦思.哈尔滨工程大学 2016
[3]多波束合成孔径声纳接收子系统设计与实现[D]. 关林.哈尔滨工程大学 2014
[4]基于AXI总线的SoC架构设计与分析[D]. 胡景华.上海交通大学 2013
[5]基于FPGA的QDRⅡ和QDRⅡ+SRAM控制器设计[D]. 陈飞.南京大学 2012
[6]主被动声纳电信号模拟器设计[D]. 王丹.哈尔滨工程大学 2012
[7]基于PCI总线的声纳信号模拟板设计与算法实现[D]. 常斌洋.哈尔滨工程大学 2006
[8]基于SHARC阵列的嵌入式声纳信号模拟器[D]. 周天.哈尔滨工程大学 2002
本文编号：3436461
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
计算机+通用模拟器硬件平台方案
第 2 章 模块化声纳信号模拟器硬件设计方案大程度上节约成本、缩短研发周期以及实现通用化等多种优势[36]。对身而言，具有不区分信号形式、不限制信号频率以及通道可扩展等优纳信号模拟器工作在实时模式下（计算机实时产生数据，模拟器实不够，或者非实时模式下（无计算机参与，存储产生信号），存储容量多块数据传输与存储结构模块；当通道数不足或者模拟器输出信号频增加或替换[37]多通道模拟器信号输出子卡结构模块（最多扩展 16 块统的供电性能不足时可以增加电源系统模块数量，为系统提供足够电后的声纳信号模拟器系统整体结构如图 2.3 所示。
FPGA 是 ARM 和 FPGA 结合的产物，列 FPGA 同时具有高速并行处理和强 ARM 的 Cyclone V 系列 FPGA。 系列 FPGA 的缺点都是逻辑单元和引模和引脚数目上的需求量都是很大，由入了一片 Altera 公司 CycloneIVFPG要求。lone V FPGA 中的 ARM 适合管理复杂能、同步功能以及千兆网口功能都由与子卡的数据接口控制都需要大量 同时 Cyclone IV FPGA 也负责实现 SD系统，在实现 SD 卡存储上使用了一片与存储结构模块框图如图 2.4 所示。GPS Motion Heading SV
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于比较性研究的海洋信息化中“智慧海洋”的构建[J]. 陈朋伟,栗俊杰,刘邦凡. 中国集体经济. 2018(30)
[2]海洋信息化规划研究[J]. 李晋,蒋冰,姜晓轶,刘玉新,华彦宁,韩春花. 科技导报. 2018(14)
[3]基于STM32CubeMX的单片机最小系统设计[J]. 杨晓艳,陈亮. 数字技术与应用. 2018(06)
[4]军用电子设备模块化设计与标准化方法[J]. 何思亮. 电子世界. 2018(10)
[5]多波束合成孔径声呐技术研究进展[J]. 李海森,魏波,杜伟东. 测绘学报. 2017(10)
[6]声纳基阵信号模拟器设计与实现[J]. 齐正云,褚福照. 舰船电子工程. 2017(09)
[7]基于SoC FPGA的千兆以太网接入设计[J]. 季茂胜,左国辉,张丽娜. 计算机与网络. 2017(Z1)
[8]浅水多波束测深声纳关键技术剖析[J]. 周天,欧阳永忠,李海森. 海洋测绘. 2016(03)
[9]产品模块化设计新方法研究[J]. 孙锐,刘晓飞,董萍,张炜. 制造业自动化. 2016(05)
[10]舰艇声纳技术的应用与发展分析[J]. 张巍. 舰船电子工程. 2016(05)
博士论文
[1]习近平海洋思想研究[D]. 张俏.大连海事大学 2016
[2]中国海洋意识建构的大众传播策略研究[D]. 郑宇.浙江大学 2015
硕士论文
[1]并口NOR FLASH擦写控制器的功能及其验证改进设计[D]. 赵少兴.西安电子科技大学 2017
[2]多波束声纳信号模拟器设计[D]. 王琦思.哈尔滨工程大学 2016
[3]多波束合成孔径声纳接收子系统设计与实现[D]. 关林.哈尔滨工程大学 2014
[4]基于AXI总线的SoC架构设计与分析[D]. 胡景华.上海交通大学 2013
[5]基于FPGA的QDRⅡ和QDRⅡ+SRAM控制器设计[D]. 陈飞.南京大学 2012
[6]主被动声纳电信号模拟器设计[D]. 王丹.哈尔滨工程大学 2012
[7]基于PCI总线的声纳信号模拟板设计与算法实现[D]. 常斌洋.哈尔滨工程大学 2006
[8]基于SHARC阵列的嵌入式声纳信号模拟器[D]. 周天.哈尔滨工程大学 2002
本文编号：3436461
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