机载便携式激光雷达信号采集存储系统设计
发布时间：2023-05-13 00:49
随着机载激光雷达的迅速发展,其对激光雷达采集系统性能的要求越来越高。首先,机载激光雷达的回波信号采样频率和分辨率越来越高,同时还需要保证采样数据的有效性和可靠性。其次,为确保信号采样过程无误和降低试飞试验成本,要求采样数据可以实时显示和实时存储。存储数据用来进行数据处理分析和数据回放。此外,机载设备在重量上有着严格的限制。因此,机载激光雷达信号采集存储系统的研究具有巨大意义。基于上述发展现状和项目需求,本文设计并实现了一款机载便携式激光雷达信号采集存储系统。依据项目需求分析,本文设计采用Zynq系列FPGA+DSP架构,并利用FMC接口将系统硬件模块化设计。该系统可以实现四路激光雷达信号的采集、存储和显示,并且支持数据导出功能。同时,依据系统设计需求,将系统设计为低功耗、体积小、抗干扰和使用方便。本文首先从机载便携式激光雷达信号采集存储系统设计需求出发,综合分析系统设计需求,对信号采集存储和模数转换的基本理论进行了介绍。其次,基于系统设计需求分析完成系统总体方案设计,同时提出了系统载卡和系统子卡的设计方案。对于系统原理图设计,本文将其分为采样模块、时钟模块、存储模块等七个模块进行详细介...
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 激光雷达概述
1.2.1 激光雷达原理
1.2.2 激光雷达国内外发展现状
1.3 高速信号采集存储系统的发展现状
1.4 本论文研究内容及研究计划
第二章 系统设计需求与相关理论
2.1 机载激光雷达系统
2.2 系统设计需求及分析
2.3 高速信号采集存储相关理论
2.3.1 信号采样相关理论分析
2.3.2 数据存储接口介绍
2.3.3 数据显示接口概述
2.4 ADC概论
2.4.1 ADC架构分析
2.4.2 ADC参数概述
2.5 JESD204B协议概述与链路建立
2.5.1 JESD204B协议
2.5.2 JESD204B链路建立
2.6 本章小结
第三章 系统方案设计及硬件电路设计
3.1 系统总体方案设计
3.1.1 系统载卡方案设计
3.1.2 系统子卡方案设计
3.1.3 FMC接口
3.2 系统核心器件选型和原理图设计
3.2.1 核心器件选型
3.2.2 AD采样模块设计
3.2.3 时钟模块设计
3.2.4 DDR3模块设计
3.2.5 FPGA核心电路设计
3.2.6 DSP电路设计
3.2.7 电源模块设计
3.2.8 接口模块设计
3.3 系统PCB设计
3.3.1 信号完整性概念
3.3.2 系统载卡PCB设计
3.3.3 系统子卡PCB设计
3.4 系统硬件功能测试
3.4.1 电源模块测试
3.4.2 FPGA电路测试
3.4.3 时钟模块测试
3.4.4 DSP电路测试
3.5 本章小结
第四章 程序设计及结果分析
4.1 程序设计总体流程
4.2 ADC程序设计和数据分析
4.2.1 LMK04821芯片寄存器配置
4.2.2 AD9680芯片寄存器配置
4.2.3 JESD204B IP核配置
4.2.4 数据采样结果分析
4.3 PS部分程序设计
4.3.1 DDR3存储逻辑设计
4.3.2 网口通信程序设计
4.4 Rapid IO通信逻辑设计
4.4.1 SRIO Gen2 IP核配置
4.4.2 数据传输结果分析
4.5 DSP数据处理及分析
4.6 SATA接口逻辑设计
4.6.1 IP核配置
4.6.2 数据读写速率及误码率分析
4.7 显示接口逻辑设计
4.7.1 LVDS显示接口逻辑设计
4.7.2 HDMI显示接口逻辑设计
4.8 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 工作总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3814969
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 激光雷达概述
1.2.1 激光雷达原理
1.2.2 激光雷达国内外发展现状
1.3 高速信号采集存储系统的发展现状
1.4 本论文研究内容及研究计划
第二章 系统设计需求与相关理论
2.1 机载激光雷达系统
2.2 系统设计需求及分析
2.3 高速信号采集存储相关理论
2.3.1 信号采样相关理论分析
2.3.2 数据存储接口介绍
2.3.3 数据显示接口概述
2.4 ADC概论
2.4.1 ADC架构分析
2.4.2 ADC参数概述
2.5 JESD204B协议概述与链路建立
2.5.1 JESD204B协议
2.5.2 JESD204B链路建立
2.6 本章小结
第三章 系统方案设计及硬件电路设计
3.1 系统总体方案设计
3.1.1 系统载卡方案设计
3.1.2 系统子卡方案设计
3.1.3 FMC接口
3.2 系统核心器件选型和原理图设计
3.2.1 核心器件选型
3.2.2 AD采样模块设计
3.2.3 时钟模块设计
3.2.4 DDR3模块设计
3.2.5 FPGA核心电路设计
3.2.6 DSP电路设计
3.2.7 电源模块设计
3.2.8 接口模块设计
3.3 系统PCB设计
3.3.1 信号完整性概念
3.3.2 系统载卡PCB设计
3.3.3 系统子卡PCB设计
3.4 系统硬件功能测试
3.4.1 电源模块测试
3.4.2 FPGA电路测试
3.4.3 时钟模块测试
3.4.4 DSP电路测试
3.5 本章小结
第四章 程序设计及结果分析
4.1 程序设计总体流程
4.2 ADC程序设计和数据分析
4.2.1 LMK04821芯片寄存器配置
4.2.2 AD9680芯片寄存器配置
4.2.3 JESD204B IP核配置
4.2.4 数据采样结果分析
4.3 PS部分程序设计
4.3.1 DDR3存储逻辑设计
4.3.2 网口通信程序设计
4.4 Rapid IO通信逻辑设计
4.4.1 SRIO Gen2 IP核配置
4.4.2 数据传输结果分析
4.5 DSP数据处理及分析
4.6 SATA接口逻辑设计
4.6.1 IP核配置
4.6.2 数据读写速率及误码率分析
4.7 显示接口逻辑设计
4.7.1 LVDS显示接口逻辑设计
4.7.2 HDMI显示接口逻辑设计
4.8 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 工作总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3814969
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