基于全可编程APSoC的测控系统

发布时间：2020-10-25 02:13

　　 最近几年,社会对于低功耗的测控系统要求越来越多。在一些特定场合中,除了对功耗有特定要求还对系统的尺寸和使用环境有严格要求。单独的FPGA是集成电路中的半定制电路,解决了电路的不足和编程器门电路有限的问题。近几年测控系统的解决方案是使用DSP+FPGA和MCU+FPGA方案,由于DSP+FPGA的性能远远低于APSoC,所以本文选用APSoC平台研发。Zynq是APSoC的一种性价比较高的芯片,Zynq全可编程SoC集成了双核处理器ARM Cortex-A9(PS部分)和可编程逻辑单元(PL部分),为整个系统提供了很大灵活性和优异的性能表现~([1])。为了将测控实现在APSoC中,本文研究了基于全可编程APSoC的测控系统的实现方案,并简单与原有的DSP6713平台对比。本文研究内容有:1、对测控系统进行需求分析,确定所需功能,对系统进行总体方案的设计。2、研究底板硬件设计和APSoC硬件框架的搭建。硬件设计包括:电源系统、UART口、以太网口、SPI、AD7606、CAN口、GPIO口、按键、OTG。Vivado HLS实现FIR滤波IP核的创建方案。根据原理图的设计,绘制PCB电路板。3、研究软件设计,通过PyQt4对上位机控制界面进行设计。4、使用Vivado搭建硬件电路,使用SDK搭建双核系统。5、对设计的硬件电路和软件进行测试,对比软件和硬核实现滤波的幅频特性,并对测试结果分析。本文最后对系统进行了测试,通过系统采集数据,将数据实现FIR滤波,并通过上位机显示滤波效果。对比HLS构建的FIR核滤波速度约为软件实现FIR滤波速度的6倍,幅频特性曲线基本吻合。测试验证了基于APSoC的测控系统设计方案的可行性,验证了部分模块的功能,能够在缩小尺寸的条件下满足特定场所的使用要求。
【学位单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP311.52
【部分图文】：

数据输入处理输出流程

乒乓数据存放结构

核心板图
【参考文献】

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本文编号：2855304