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基于CPCIe的高速多通道信号采集板卡的设计

发布时间:2018-01-16 01:35

  本文关键词:基于CPCIe的高速多通道信号采集板卡的设计 出处:《中北大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: CPCIe 高速 多通道 信号采集 DDR3 SDRAM


【摘要】:随着国家对大数据化战略的大力发展,万物互连的时代悄然来临。而雷达作为信号采集传输的载体,能够实现更远、更快、更精确的数据采集和处理。高速信号采集板卡又作为雷达的重要组成部分,在空间探索领域已经变得越来越重要。为了能够及时精准的捕获高空被探索物体的各项数据,对于高速多通道的信号采样技术的研究就具有越来越多的现实意义。通过对高速总线技术和多路信号采样实现方式的研究,文中提出了一种基于CPCIe架构的高速多通道信号采集板卡的设计方案。方案中使用了xilinx公司virtex-6系列的FPGA作为主控制器,以TI公司推出的高性能双通道ADC、DAC转换芯片为信号采集回放单元,结合多片大容量的DDR3 SDRAM作为高速缓存单元,采用FPGA内部集成的PCIe硬核解决方案来构建CPCIe总线接口单元。文中对信号采集板卡的软硬件进行了详细的介绍。采用了自顶向下的设计思路,对各个单元进行了全面的仿真、测试和验证。板卡最高可以在100MHz采样频率下同时对4路模拟量信号进行采集和传输,PCIe接口数据上传速率不低于800MBps。针对板卡应用领域的特殊性,不仅通过软件平台对CPCIe高速信号采集板卡进行了功能测试,还对板卡进行了各种环境下的硬件测试。实验证明,设计的CPCIe高速多通道信号采集板卡能够很好的满足系统的需求,可以进入试用阶段。
[Abstract]:With the great development of the national strategy of big data, the age of interconnection of all things has come quietly. As the carrier of signal acquisition and transmission, radar can realize further and faster. More accurate data acquisition and processing. High speed signal acquisition board as an important part of radar. In the field of space exploration, it has become more and more important. In order to capture the data of the objects being explored from high altitude in time and precision. The research of high-speed multi-channel signal sampling technology has more and more practical significance. Through the research of high-speed bus technology and multi-channel signal sampling implementation. In this paper, a design scheme of high-speed multi-channel signal acquisition board based on CPCIe architecture is presented, in which the FPGA of virtex-6 series of xilinx company is used as the main controller. The high performance dual-channel ADC-DAC conversion chip of TI is used as the signal acquisition and playback unit, and the multi-chip DDR3 SDRAM is used as the cache unit. The CPCIe bus interface unit is constructed by using the PCIe hard core solution integrated within FPGA. The hardware and software of the signal acquisition board are introduced in detail. The top-down design idea is adopted. . All units are simulated, tested and verified. The card can collect and transmit four analog signals simultaneously at 100MHz sampling frequency. The data upload rate of PCIe interface is not less than 800MBps.In view of the particularity of the application field of board card, not only the function of CPCIe high-speed signal acquisition board is tested through software platform. The hardware of the board is also tested in various environments. The experiment shows that the CPCIe high-speed multi-channel signal acquisition board can meet the needs of the system and can enter the trial stage.
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP274

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本文编号:1431003

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