某遥测数据记录器研究及实现

发布时间：2017-09-21 02:09

  本文关键词：某遥测数据记录器研究及实现

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【摘要】：本课题来源于某飞行器试验测量系统，为采集、记录飞行器试验过程中的各种参数信号，并在试验结束后进行数据回收和分析，研究设计了一种结合千兆以太网传输技术和存储技术的遥测数据记录装置，重点从千兆以太网通信链路实现和数据可靠存储两方面进行深入研究。 针对本课题的研究内容和技术指标，结合国内外研究现状，并充分考虑实际应用需求，设计了切实可行的实现方案。遥测数据记录器由遥测控制采集存储模块、图像采集存储模块和电源模块三部分构成，遥测控制采集模块实现RS-422、RS-485信号采集，，采样率最高5Mbps，图像采集模块实现Camera Link接口数据采集，平均采样率达100Mbps，各采集模块均以零误码率实现数据的可靠存储，并采用千兆以太网接口独立回收数据，在实际应用中，平均传输最高可达30MB/s。 文中对本课题研究的重点内容，从硬件电路设计和逻辑设计进行详细的阐述和分析。千兆以太网链路实现主要从88E1111硬件电路设计、TCP/IP通信模型、以太网数据封装、IP报头校验和CRC校验的实现进行分析和介绍，数据存储技术主要针对ECC校验及其应用于NAND FLASH中完成数据写入和读取的实现过程进行详细的阐述。 文中的最后对遥测数据记录器的在地面测试环境下测试方法和测试流程进行介绍，，针对设备在调试过程中遇到的各种异常现象进行介绍，详细分析产生原因，并最终提出有效的解决方案，通过大量的测试和环境试验，验证遥测数据记录器满足技术指标要求，工作稳定可靠。
【关键词】：千兆以太网 ECC校验 CRC校验 零误码率 高速传输
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V216.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题来源及背景9-10
• 1.2 课题研究目的和意义10
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势10-12
• 1.4 本文的主要内容及安排12-14
• 2 遥测数据记录器总体设计14-18
• 2.1 遥测数据记录器功能概述14
• 2.2 遥测数据记录器方案设计14-17
• 2.2.1 遥测控制采集存储卡设计15-16
• 2.2.2 图像采集存储卡设计16-17
• 2.2.3 电源卡设计17
• 2.3 本章小结17-18
• 3 记录器各采集模块详细设计18-27
• 3.1 遥测控制采集存储卡采集模块设计18-24
• 3.1.1 RS-485 信号采集18-21
• 3.1.2 RS-422 信号采集21-24
• 3.2 图像采集存储卡采集模块设计24-26
• 3.2.1 Camera Link 图像采集接口时序设计24-25
• 3.2.2 Camera Link 图像采集电路设计25
• 3.2.3 Camera Link 图像采集逻辑设计25-26
• 3.3 本章小结26-27
• 4 记录器数据存储模块详细设计27-39
• 4.1 数据存储模块概述27-28
• 4.2 ECC 校验28-32
• 4.2.1 512 字节 ECC 校验码29-31
• 4.2.2 ECC 校验在存储模块中应用31-32
• 4.3 Flash 存储技术32-36
• 4.3.1 复位和初始化32
• 4.3.2 无效块管理32-34
• 4.3.3 Flash 读写操作34-36
• 4.4 缓存设计36-38
• 4.4.1 写 FIFO 设计36-37
• 4.4.2 PING-PONG 式缓存设计37-38
• 4.5 本章小结38-39
• 5 记录器与上位机千兆以太网通信链路设计39-54
• 5.1 通信协议简介39-46
• 5.2 千兆以太网硬件电路设计46-48
• 5.2.1 方案选型46
• 5.2.2 88E1111 硬件电路设计46-48
• 5.3 千兆以太网数据发送逻辑设计48-52
• 5.3.1 数据封装48-49
• 5.3.2 IP 数据报校验和计算49-50
• 5.3.3 CRC 校验50-52
• 5.3.4 以太网帧发送52
• 5.4 千兆以太网指令接收逻辑设计52-53
• 5.5 本章小结53-54
• 6 遥测记录器性能测试54-59
• 6.1 系统功能测试54-55
• 6.2 异常现象分析55-58
• 6.2.1 CRC 校验问题55-56
• 6.2.2 IP 报文校验问题56-57
• 6.2.3 电源芯片散热问题57
• 6.2.4 FPGA 引脚未分配电源57-58
• 6.2.5 Flash 数据写入的亚稳态58
• 6.3 本章小结58-59
• 7 总结与展望59-60
• 7.1 设计工作总结59
• 7.2 工作展望59-60
• 参考文献60-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果63-64
• 致谢64-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：891739