基于FPGA和USB3.0高速数据采集系统的研究与设计

发布时间：2021-10-14 08:30

　　随着科技的进步,人们对数据采集系统的性能提出了更高的要求,其中包括数据采集的速度、信号采样的精度、设备操作的人性化以及系统的灵活性和通用性等。为了提高系统灵活性和通用性,本课题对基于FPGA和USB3.0的高速数据采集系统开展研究,充分发挥FPGA处理速度快和集成度高的特点以及USB3.0传输速度快和安装灵活的优势,设计了一套以FPGA+USB3.0为硬件架构的高速数据采集系统。课题研究的主要工作如下:1、通过查阅资料充分了解国内外数据采集系统的发展现状,针对目前数据采集系统中存在的不足提出了改进方案。2、通过对数据采集系统所涉及的关键技术的研究,对系统需求进行了分析,提出本系统的总体设计方案并对其可行性进行论证。3、对系统的软硬件进行设计和实现,其中包括数据采集卡、FPGA控制逻辑、USB固件程序和驱动、系统测试软件和系统应用软件。4、通过一系列实验对系统的功能和性能进行测试,并和其它相似架构的数据采集系统进行比较,分析了本系统的优势和不足。通过上述工作,本课题研究设计出了一套基于FPGA和USB3.0技术的高速数据采集系统。本系统实现了数据从采集卡到计算机的实时传输和保存,且USB... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

FPGA基本逻辑单元结构

图 2.3 USB3.0 的双总线结构支持USB3.0标准的超高速数据传输，还兼容USB2.0电缆和扩展连接器在USB3.0超高速总线的基础上搭容。逻辑方面的向下兼容则通过新协议对标准 USB 拓扑结构般由一个主机、一个根集线器、0 个或多个集线器和至少 所示[33]。

图 2.3 USB3.0 的双总线结构构不仅支持USB3.0标准的超高速数据传输，还兼容USB2.0标准的用多芯电缆和扩展连接器在USB3.0超高速总线的基础上搭建一条向下兼容。逻辑方面的向下兼容则通过新协议对标准 USB 框架的0 系统拓扑结构统一般由一个主机、一个根集线器、0 个或多个集线器和至少一个功图 2.4 所示[33]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单片机C8051的数据采集和控制系统设计[J]. 王宇.  数字技术与应用. 2017(05)
[2]基于TMS320F2812的数据采集系统的设计[J]. 任鑫,李泓锦.  北华航天工业学院学报. 2017(01)
[3]可重构数据采集系统设计实现[J]. 何勤.  电子测量技术. 2017(02)
[4]基于FPGA的高速数据采集系统设计与实现[J]. 杨金宙,徐东明,王艳.  中国集成电路. 2017(Z1)
[5]基于FPGA和DSP的车牌识别系统的研究[J]. 汤伟,王先通,王孟效.  计算机测量与控制. 2016(02)
[6]物联网、大数据、云计算新技术助力“中国制造2025”[J]. 沈丽琴.  建设机械技术与管理. 2015(11)
[7]基于物联网“无人工厂”的研究与探索[J]. 高玉珍.  数字技术与应用. 2015(10)
[8]基于CAN总线的无人车车载无线传输终端设计[J]. 张松松,高美娟,朱学葵.  北京联合大学学报(自然科学版). 2015(03)
[9]高速数据的跨时钟域处理方法及验证[J]. 侯宏录,齐晶晶.  西安工业大学学报. 2015(06)
[10]浅谈FPGA器件设计技术发展综述[J]. 张鹏.  电子测试. 2014(10)

硕士论文
[1]基于USB3.0与FPGA的图像采集处理系统研究[D]. 陈烁.深圳大学 2017
[2]基于FPGA和USB3.0的超高速数据采集系统设计[D]. 温建飞.中北大学 2016
[3]USB3.0超高速数据采集卡的设计与实现[D]. 梁晓芬.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2014
[4]基于USB2.0+FPGA的高速数据采集系统的研究与设计[D]. 冯新亚.西南交通大学 2009
[5]基于VC++6.0MFC的多线程通信技术研究[D]. 李小立.西北工业大学 2002



本文编号：3435809