试飞验证系统模拟信号源总线接口及驱动程序设计

发布时间：2017-09-06 02:22

  本文关键词：试飞验证系统模拟信号源总线接口及驱动程序设计

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【摘要】：近年来随着我国综合实力的不断提高,中国商用航空业市场也越来越庞大,但大型商用客机的市场一直以来都是由国外几大飞机制造公司占据绝对的市场份额,因此为了打破垄断,振兴本国的航空业,国产商用大飞机的研制对于我国的航空业是越来越迫切。在大飞机的研制过程中,试飞验证过程是极其复杂和漫长的。应某单位的需求,本团队担任为其研制一套试飞验证系统下的模拟信号源系统,该系统负责响应试飞验证控制平台,并模拟飞机在真实试飞时的各种传感器参数。本课题就是在研制此模拟信号源系统的背景下展开的。本文主要阐述了为模拟信号源系统研制一款总线接口及其驱动程序的工作内容。该总线接口在课题中担任连接模拟信号源系统控制软件与本地模拟信号源板卡的作用。本文大致可以分为五部分内容,本文第一部分首先根据课题需求确定总线接口方案:通过总线接口卡链接PCI总线与本地总线的模式,连接模拟信号源板卡与本地测试控制软件,之后设计相应的本地总线,通过本地总线挂载模拟信号源板卡,简化通信复杂度;第二部分介绍了课题开展过程中怎样设计一款基于FPGA硬件平台的PCI总线接口板卡,在这部分详细的介绍了板卡硬件设计的各个细节;第三部分在以上的硬件平台基础上完成基于Verilog的PCI接口软核的设计,此部分详细介绍了PCI总线接口软核的设计思想以及其仿真、调试验证方法;第四部分介绍基于DriverStudio3.2的WDM驱动开发和基于MFC的测试应用程序设计,及基于SignalTap II的测试分析;最后第五部分基于理论与实际实验测试结果对PCI总线接口板卡整套软硬件做出了速度与功耗的分析。本课题所设计的总线接口是课题中整个模拟信号源子系统的通信传输纽带,起着至关重要的作用。经过不断地对板卡各项参数测试,板卡目前能够较稳定的完成与测试应用程序之间的配置访问操作、I/O空间与存储器空间访问操作、中断功能。这些基本功能为后续模拟信号源板卡与测试平台软件之间通信提供了保障,对整个系统的研制成功具有非常重要的作用。
【关键词】：试飞验证 PCI FPGA Verilog WDM驱动程序设计 SignalTap II
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V217.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 试飞验证模拟信号源总线接.研究背景与意义12-16
• 1.1.1 模拟信号源总线接.研究背景12-13
• 1.1.2 模拟信号源总线接.方案介绍13-15
• 1.1.3 模拟信号源总线接.研究的意义15-16
• 1.2 国内外研究历史与现状16
• 1.3 本文的主要内容16-17
• 1.4 本文的结构安排17-18
• 第二章 PCI总线到本地总线的转接设计18-38
• 2.1 PCI总线简介18-19
• 2.1.1 PCI的技术指标18
• 2.1.2 PCI总线的特点18-19
• 2.2 PCI总线信号19-22
• 2.3 PCI总线命令22-23
• 2.4 PCI总线操作23-27
• 2.4.1 PCI配置空间读写时序24-25
• 2.4.2 PCI内存地址空间读写时序25-27
• 2.5 PCI总线的编址27-30
• 2.5.1 PCI I/O地址空间27-28
• 2.5.2 PCI存储器地址空间28
• 2.5.3 PCI配置空间28-30
• 2.6 本地总线转接设计30-37
• 2.6.1 本地总线的需求分析30-31
• 2.6.2 本地总线信号定义31-32
• 2.6.3 本地总线地址分配32-33
• 2.6.4 本地总线操作转接33-37
• 2.7 本章小结37-38
• 第三章 PCI总线接.板卡硬件设计38-46
• 3.1 FPGA选型与I/O电平分析38-41
• 3.1.1 FPGA选型38-39
• 3.1.2 I/O电平分析39-41
• 3.2 板卡硬件设计41-45
• 3.2.1 PCI总线接.电路41-42
• 3.2.2 本地总线接.电路42-43
• 3.2.3 总线转换电路43-44
• 3.2.4 其它电路44-45
• 3.3 PCB布板注意事项45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 PCI总线接.软核的Verilog实现46-63
• 4.1 FPGA IP核及介绍46-47
• 4.2 PCI总线接.软核模块的总体设计47-50
• 4.2.1 软核模块的功能介绍47
• 4.2.2 软核模块的功能接.定义47-49
• 4.2.3 PCI总线接.软核的总体逻辑结构49-50
• 4.3 PCI总线接.软核各模块设计50-61
• 4.3.1 PCI协议及本地总线转接模块50-54
• 4.3.2 配置空间模块54-58
• 4.3.3 基地址检测模块58-59
• 4.3.4 奇校验模块59
• 4.3.5 命令锁存模块59-60
• 4.3.6 操作重计数模块60-61
• 4.4 PCI总线接.软核总体模块61-62
• 4.5 本地总线功能验证模块62
• 4.6 Verilog编程注意事项62
• 4.7 本章小结62-63
• 第五章 PCI总线接.软核的仿真及综合验证63-75
• 5.1 PCI总线接.软核的测试验证方法63
• 5.2 测试验证平台设计63-67
• 5.2.1 时钟复位模块64
• 5.2.2 测试激励模块64-66
• 5.2.3 目标设备模块66-67
• 5.3 模块基本操作的功能仿真分析67-70
• 5.3.1 配置读写仿真67-68
• 5.3.2 单次读写仿真68-69
• 5.3.3 猝发读写仿真69-70
• 5.3.4 异常响应仿真70
• 5.4 PCI总线接.软核的综合实现与时序仿真70-72
• 5.4.1 软核的综合实现70-71
• 5.4.2 软核的时序仿真结果分析71-72
• 5.5 PCI总线接.软核模块的配置验证72-74
• 5.6 本章小结74-75
• 第六章 总线接.驱动程序开发及测试75-99
• 6.1 WDM驱动程序设计概述75-77
• 6.1.1 WDM驱动程序模型76
• 6.1.2 WDM驱动程序层次结构76-77
• 6.2 驱动程序与测试应用程序设计思想77-78
• 6.3 基于DriverStudio 3.2 的WDM驱动程序开发78-88
• 6.3.1 利用DriverWizard生成驱动程序框架78-80
• 6.3.2 生成驱动程序框架分析80-82
• 6.3.3 驱动程序核心代码添加82-85
• 6.3.4 驱动程序的操作封装85-88
• 6.4 驱动程序的调试88
• 6.5 应用测试程序的设计88-89
• 6.6 驱动程序与板卡联合测试验证89-95
• 6.6.1 配置空间操作测试90-91
• 6.6.2 I/O与存储器空间操作测试91-95
• 6.7 PCI总线接.板卡的传输速度分析95-97
• 6.7.1 板卡通信速度的理论分析95-96
• 6.7.2 板卡通信速度的实际测试96-97
• 6.8 PCI总线接.的功耗分析97-98
• 6.8.1 PCI总线接.软核功耗分析97-98
• 6.8.2 PCI总线接.功耗的实际测试98
• 6.9 本章小结98-99
• 第七章 总结与展望99-101
• 7.1 全文总结99
• 7.2 后续工作与展望99-101
• 致谢101-102
• 参考文献102-104
• 攻读硕士学位期间取得的成果104-105
• 附录105-106

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 周国良;赵洪;卢迪;;在线式杂质测量仪中PCI数据采集卡驱动程序设计[J];哈尔滨理工大学学报;2007年01期

2 王茜;李根焰;蔺佳哲;曾雪刚;;面源红外目标模拟器硬件系统设计[J];红外技术;2015年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 许元;某车载随动装置检测系统的设计[D];西安工业大学;2011年

2 刘婷;USB设备固件升级系统的设计与开发[D];西南交通大学;2006年

3 黄新财;基于PCI总线的高速实时连续测试系统的研究[D];四川大学;2006年

4 李瑶;基于ETX的数据采集系统的驱动程序研究与开发[D];西安电子科技大学;2007年

5 王强;基于USB2.0接口陀螺测试系统的设计[D];西安工业大学;2007年

6 段良峰;同频被动接收机测试系统研制[D];哈尔滨工业大学;2014年

7 张栋;模块化质谱仪电子系统研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

8 张孝勇;基于PCI的船舶动力装置监测与故障诊断系统设计[D];武汉理工大学;2014年

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本文编号：801608