高速高精度采样数据大容量存储与处理技术
发布时间：2021-04-25 18:01
本论文针对高采样率、高分辨率的示波器采集系统下,高速高精度采样数据大容量存储与处理系统进行研究与设计。在本项目中,示波器设计指标为:双通道20GSPS或四通道10GSPS实时采样率、10bit垂直分辨率、1Gpts存储深度,分段存储最大存储幅数65536幅。本文的具体研究内容主要有:一、对超高速并行采集系统的硬件架构以及采集原理进行研究分析,根据采集系统输出数据吞吐量,计算存储系统需求的吞吐量,并对存储系统整体架构进行了设计。设计了包含8条同步动态随机存储器（SDRAM）内存条和8片SDRAM存储颗粒的存储架构,以此对超高速并行采集系统下的高速高精度采样数据进行大容量存储设计。二、在设计的存储框架下,对单个模-数转换器（ADC）高精度采样数据存储的逻辑实现进行设计。将一条SDRAM内存条与一片SDRAM存储颗粒并行存储,提高存储系统对单个ADC采样数据的接收能力,以此实现存储系统对单个ADC高精度采样数据进行完整性存储。三、在设计的存储框架下,对多个ADC采样数据存储同步的逻辑实现进行设计。包括对多个ADC采样数据在多存储器间同步存储设计,多ADC采样数据分段存储暂停同步设计。四、在设...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文的主要贡献与创新
1.4 本论文的结构安排
第二章 波形数据存储方案分析
2.1 高速高精度采样系统架构分析
2.1.1 数据采集基本原理
2.1.2 TIADC并行采样技术
2.1.3 采集存储方案整体框架
2.2 采样数据存储原理分析
2.2.1 普通存储模式
2.2.2 深存储模式
2.2.3 分段存储模式
2.3 高速高精度采样数据大容量存储方案分析
2.3.1 单ADC采样数据存储方案分析
2.3.2 多ADC采样数据同步存储分析
2.3.3 采样数据大容量存储总体方案
2.4 本章小结
第三章 单ADC高精度采样数据大容量存储方案设计与实现
3.1 单ADC采样数据大容量存储控制器模块设计与实现
3.1.1 MIG核接口分析
3.1.2 单ADC采样数据大容量存储控制器状态机设计与实现
3.1.3 单ADC采样数据大容量存储控制器乒乓操作设计与实现
3.1.4 单ADC采样数据大容量存储控制器模块顶层设计与实现
3.2 单ADC采样数据大容量存储任意存储深度设计与实现
3.3 单ADC采样数据多存储器并行存储设计与实现
3.4 单ADC采样数据分段存储控制模块设计与实现
3.4.1 单ADC采样数据分段存储功能状态机设计与实现
3.4.2 单ADC采样数据分段存储模块波形存储状态机设计与实现
3.5 单ADC采样数据分段存储循环录制设计与实现
3.6 本章小结
第四章 多ADC采样数据大容量存储同步设计与实现
4.1 多ADC采样数据大容量存储同步存入设计与实现
4.1.1 多ADC采样数据普通存储模式同步设计分析
4.1.2 多ADC采样数据深存储模式同步存储设计分析
4.1.3 多ADC采样数据分段存储模式同步设计分析
4.1.4 多ADC采样数据分段存储同步设计与实现
4.2 多ADC采样数据分段存储暂停同步设计与实现
4.2.1 多ADC采样数据分段存储暂停机制分析
4.2.2 多ADC采样数据分段存储暂停同步设计
4.3 本章小结
第五章 大容量存储采样数据处理设计与实现
5.1 大容量存储采样数据同步处理设计与实现
5.1.1 大容量存储单ADC采样数据同步处理设计与实现
5.1.2 大容量存储多ADC采样数据同步处理设计与实现
5.2 大容量存储采样数据抽点处理设计与实现
5.3 本章小结
第六章 系统测试与分析
6.1 单ADC高精度采样数据存储完整性验证与分析
6.2 深存储模块任意存储深度设计功能验证与分析
6.3 深存储模块乒乓操作设计功能验证与分析
6.4 分段存储模块循环录制设计功能验证与分析
6.5 写使能同步模块设计功能验证与分析
6.6 多FPGA采样数据读取同步设计功能验证与分析
6.7 多FPGA采样数据大容量存储暂停同步设计功能验证与分析
6.8 深存储功能验证与分析
6.9 分段存储功能验证与分析
6.10 本章小结
第七章 全文总结及展望
致谢
参考文献
个人简历及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的应用于STM32的SDRAM控制器设计方案[J]. 杨腾. 智库时代. 2019(07)
[2]基于FPGA的SDRAM接口设计及实现[J]. 齐佳硕,王洪岩. 电子测量技术. 2018(19)
[3]一种基于分段存储的三维映射方法[J]. 杨扩军,田书林,宋金鹏,蒋俊. 电子科技大学学报. 2015(02)
[4]基于TIADC的20 GS/s高速数据采集系统[J]. 杨扩军,田书林,蒋俊,曾浩. 仪器仪表学报. 2014(04)
[5]Teledyne LeCroy发布HDO系列高分辨率示波器[J]. 电子测试. 2012(11)
[6]高速数据采集系统中触发点同步技术研究[J]. 郭连平,田书林,蒋俊,曾浩. 电子测量与仪器学报. 2010(03)
[7]一种超高速并行采样技术的研究与实现[J]. 黄武煌,王厚军,曾浩. 电子测量与仪器学报. 2009(08)
[8]示波器的采样率和存储深度[J]. 李军. 今日电子. 2009(08)
[9]论ASIC与FPGA之争[J]. 韩俊刚. 计算机工程. 2004(08)
博士论文
[1]基于并行处理的超高速采样系统研究与实现[D]. 黄武煌.电子科技大学 2015
[2]宽带无缝采集技术及其在数字示波器中的应用研究[D]. 曾浩.电子科技大学 2010
硕士论文
[1]高清晰数字示波器的采集与存储模块硬件设计[D]. 李康平.电子科技大学 2018
[2]四通道数字三维示波器存储系统的硬件设计[D]. 王翔辉.电子科技大学 2015
[3]基于DDR2的DSO大容量存储研究[D]. 陈龙.电子科技大学 2009
[4]DDR2 SDRAM在高端数字存储示波器中的应用[D]. 任颖.电子科技大学 2009
[5]DDR存储控制器的设计与应用[D]. 陈昊.国防科学技术大学 2006
本文编号：3159838
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文的主要贡献与创新
1.4 本论文的结构安排
第二章 波形数据存储方案分析
2.1 高速高精度采样系统架构分析
2.1.1 数据采集基本原理
2.1.2 TIADC并行采样技术
2.1.3 采集存储方案整体框架
2.2 采样数据存储原理分析
2.2.1 普通存储模式
2.2.2 深存储模式
2.2.3 分段存储模式
2.3 高速高精度采样数据大容量存储方案分析
2.3.1 单ADC采样数据存储方案分析
2.3.2 多ADC采样数据同步存储分析
2.3.3 采样数据大容量存储总体方案
2.4 本章小结
第三章 单ADC高精度采样数据大容量存储方案设计与实现
3.1 单ADC采样数据大容量存储控制器模块设计与实现
3.1.1 MIG核接口分析
3.1.2 单ADC采样数据大容量存储控制器状态机设计与实现
3.1.3 单ADC采样数据大容量存储控制器乒乓操作设计与实现
3.1.4 单ADC采样数据大容量存储控制器模块顶层设计与实现
3.2 单ADC采样数据大容量存储任意存储深度设计与实现
3.3 单ADC采样数据多存储器并行存储设计与实现
3.4 单ADC采样数据分段存储控制模块设计与实现
3.4.1 单ADC采样数据分段存储功能状态机设计与实现
3.4.2 单ADC采样数据分段存储模块波形存储状态机设计与实现
3.5 单ADC采样数据分段存储循环录制设计与实现
3.6 本章小结
第四章 多ADC采样数据大容量存储同步设计与实现
4.1 多ADC采样数据大容量存储同步存入设计与实现
4.1.1 多ADC采样数据普通存储模式同步设计分析
4.1.2 多ADC采样数据深存储模式同步存储设计分析
4.1.3 多ADC采样数据分段存储模式同步设计分析
4.1.4 多ADC采样数据分段存储同步设计与实现
4.2 多ADC采样数据分段存储暂停同步设计与实现
4.2.1 多ADC采样数据分段存储暂停机制分析
4.2.2 多ADC采样数据分段存储暂停同步设计
4.3 本章小结
第五章 大容量存储采样数据处理设计与实现
5.1 大容量存储采样数据同步处理设计与实现
5.1.1 大容量存储单ADC采样数据同步处理设计与实现
5.1.2 大容量存储多ADC采样数据同步处理设计与实现
5.2 大容量存储采样数据抽点处理设计与实现
5.3 本章小结
第六章 系统测试与分析
6.1 单ADC高精度采样数据存储完整性验证与分析
6.2 深存储模块任意存储深度设计功能验证与分析
6.3 深存储模块乒乓操作设计功能验证与分析
6.4 分段存储模块循环录制设计功能验证与分析
6.5 写使能同步模块设计功能验证与分析
6.6 多FPGA采样数据读取同步设计功能验证与分析
6.7 多FPGA采样数据大容量存储暂停同步设计功能验证与分析
6.8 深存储功能验证与分析
6.9 分段存储功能验证与分析
6.10 本章小结
第七章 全文总结及展望
致谢
参考文献
个人简历及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的应用于STM32的SDRAM控制器设计方案[J]. 杨腾. 智库时代. 2019(07)
[2]基于FPGA的SDRAM接口设计及实现[J]. 齐佳硕,王洪岩. 电子测量技术. 2018(19)
[3]一种基于分段存储的三维映射方法[J]. 杨扩军,田书林,宋金鹏,蒋俊. 电子科技大学学报. 2015(02)
[4]基于TIADC的20 GS/s高速数据采集系统[J]. 杨扩军,田书林,蒋俊,曾浩. 仪器仪表学报. 2014(04)
[5]Teledyne LeCroy发布HDO系列高分辨率示波器[J]. 电子测试. 2012(11)
[6]高速数据采集系统中触发点同步技术研究[J]. 郭连平,田书林,蒋俊,曾浩. 电子测量与仪器学报. 2010(03)
[7]一种超高速并行采样技术的研究与实现[J]. 黄武煌,王厚军,曾浩. 电子测量与仪器学报. 2009(08)
[8]示波器的采样率和存储深度[J]. 李军. 今日电子. 2009(08)
[9]论ASIC与FPGA之争[J]. 韩俊刚. 计算机工程. 2004(08)
博士论文
[1]基于并行处理的超高速采样系统研究与实现[D]. 黄武煌.电子科技大学 2015
[2]宽带无缝采集技术及其在数字示波器中的应用研究[D]. 曾浩.电子科技大学 2010
硕士论文
[1]高清晰数字示波器的采集与存储模块硬件设计[D]. 李康平.电子科技大学 2018
[2]四通道数字三维示波器存储系统的硬件设计[D]. 王翔辉.电子科技大学 2015
[3]基于DDR2的DSO大容量存储研究[D]. 陈龙.电子科技大学 2009
[4]DDR2 SDRAM在高端数字存储示波器中的应用[D]. 任颖.电子科技大学 2009
[5]DDR存储控制器的设计与应用[D]. 陈昊.国防科学技术大学 2006
本文编号：3159838
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