高速大容量I/Q数据记录系统控制软件设计

发布时间：2021-08-24 02:53

　　高速大容量I/Q数据记录系统是一种集数据记录与播放于一体的I/Q数据记录系统,可广泛地应用于雷达系统、卫星通信与导航系统、无线通信系统中。该数据记录系统采用嵌入式主机作为主控单元,结合FPGA控制,由控制软件完成用户交互与硬件控制,实现数据记录与播放功能,其中控制软件至关重要。针对I/Q数据记录系统高速、大容量等实际设计需求,本文将该控制软件分为驱动层、接口函数层、应用程序层三个层次,应用程序层可调用接口函数层所提供的接口函数,然后通过PCI-E驱动实现对数据记录系统底层硬件的控制与通信。本文在介绍PCI-E总线接口标准与WDF驱动开发基础上,详细描述了高速大容量I/Q数据记录系统中PCI-E接口驱动的实现过程,并结合接口函数层对设备初始化操作、BAR空间操作、中断处理操作、DMA读写控制操作等进行了详细说明。此控制软件在VS2013开发平台上进行开发,用户可通过软件图形化界面实现对硬件系统各种功能控制。本文采用双固态硬盘、多线程编程、环形缓冲区等技术实现了系统高速数据记录与播放性能需求,从SCPI远程控制、多种波形发生器以及多触发模式等方面实现系统具体功能需求,针对播放信号频率与记录... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内发展现状
    1.3 本文的主要工作
    1.4 本章小结
2 I/Q数据记录系统总体设计方案
    2.1 I/Q数据记录系统硬件总体设计方案
        2.1.1 传统的硬件设计方案
        2.1.2 改进的硬件设计方案
    2.2 I/Q数据记录系统控制软件总体设计方案
        2.2.1 软件需求分析
        2.2.2 I/Q数据记录系统需求
        2.2.3 软件设计方案
        2.2.4 软件开发环境
    2.3 本章小结
3 PCI-E总线接口软件设计
    3.1 PCI-E总线
        3.1.1 PCI-E总线概述
        3.1.2 PCI-E总线通信方式
    3.2 PCI-E驱动设计
        3.2.1 驱动设计概述
        3.2.2 WDF模型概述
        3.2.3 PCI-E驱动程序
    3.3 PCI-E数据通信模块设计
    3.4 本章小结
4 I/Q数据记录系统控制软件关键技术研究与设计
    4.1 多线程程序研究与设计
        4.1.1 多线程程序设计简介
        4.1.2 I/Q数据格式与存储文件格式
        4.1.3 数据记录多线程设计
        4.1.4 数据播放多线程设计
        4.1.5 结果对比分析
    4.2 波形发生器研究与设计
        4.2.1 波形信号产生
        4.2.2 波形信号数据发送
    4.3 插值程序研究与设计
        4.3.1 插值概述
        4.3.2 信号插值实现
    4.4 远程控制研究与设计
        4.4.1 SCPI简介
        4.4.2 SCPI命令存储与访问
        4.4.3 远程控制设计与实现
    4.5 多触发模式研究与设计
        4.5.1 I、Q电平触发
        4.5.2 外部触发
        4.5.3 时间触发
        4.5.4 触发实现
    4.6 本章小结
5 I/Q数据记录系统控制软件测试
    5.1 数据记录系统测试平台
    5.2 数据记录系统功能测试
        5.2.1 PCI-E通信功能测试
        5.2.2 多触发功能测试
        5.2.3 波形产生功能测试
        5.2.4 远程控制功能测试
    5.3 数据记录系统性能测试
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3359132