基于eMMC的弹载高速多参数采集存储系统设计
发布时间：2021-02-01 09:29
随着科技水平的提高,战场上传统的火力覆盖打击模式逐步被精确打击所取代,导弹因此成为各国武器研究的重点。纵观导弹的一生,从研发到列装再到后期的升级维护,需要大量的测试工作,将弹体的工作状态和各项参数进行记录,以便于事后的分析和改进。基于eMMC的弹载高速多参数采集存储系统作为导弹测试工作中的核心设备,负责将弹体的工作参数包括多路模拟信号和数字信号进行采集、编码和存储,待试验结束后,再进行硬回收,通过读取记录仪中的数据进行分析,在现弹体飞行状态,以检验导弹各项指标是否符合设计要求,也为查找可能发生的故障提供参考依据。本文首先分析了固态存储介质的发展历程,结合国内外数据记录仪的研究现状,并依据某导弹测试的指标要求,对系统进行总体方案设计。本着模块化的原则,将系统分为信号采集模块和数据存储模块。针对传统弹载数据记录仪大多需要根据搭载传感器类型进行定制,改变传感器类型需要重新对数据记录仪进行设计的问题,本文以FPGA+AD7616为核心器件,以光耦继电器为选通开关,设计了多通道、可配置的信号采集模块,16路模拟通道涵盖电压信号、电荷信号和ICP传感器信号三大主流传感器信号的调理,每通道兼容两种类...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数据读取操作Figure2-4Datareadingoperation
中北大学学位论文15速率模式下）或两个CRC校验和（双倍数据速率模式）附于数据后面发送给eMMC。在写入操作之前，eMMC内部控制器对每个接收到的数据块执行CRC奇偶校验，并将CRC校验结果作为DAT0上的CRC状态标记发送回主控制器。在任何活动数据线上发生传输错误的情况下，设备在DAT0上发送负CRC状态（“101”）。在成功传输的情况下，设备在DAT0上发送一个正的CRC状态（“010”），表示校验成功，校验成功后开始编程将数据写入到Flash存储区。通过这种机制，可以防止数据在传输过程中发生错误。与数据读取操作一样，数据写入也分单块数据写入与多块数据写入，在进行数据编程时，若eMMC内部缓冲区已满，eMMC会将DATA0线拉低，指示编程忙，在这一阶段，eMMC将不接受新的数据块，写入操作时序如图2-5所示。图2-5数据写入操作Figure2-5Datawriteoperation由于预定义块数的多块写入方式在写完设定块数之后就停止写入，并返回传输状态，继续写入需重新发送写入命令并等待响应，因此会浪费很多时钟。为保证更高的写入速率，本设计采用开放式写入的方式，让eMMC持续接收数据块并编程，直至接收到停止命令或者达到存储容量。
中北大学学位论文21111()()sINffossdffsCsCsCusCuusCRRR(3-1)根据运算放大器的性质可得()odoAuuu(3-2)其中odA为运算放大器的开环增益，由于运算放大器的输入阻抗非常大，所以u可看做为0V，当低频且运算放大器的开环增益时，联立式（3-1）、（3-2）可得，0011111=-=-11-1-2chffffargeACCfCjjjfRf(3-3)其中01ffRC，012fffRC为其截止频率。图3-7中高频幅频和相频特性曲线Figure3-7Mediumandhighfrequencyamplitudefrequencyandphasefrequencycharacteristiccurve（3）电压信号调理+-1C2C1R2Riuouxu图3-8SK型低通滤波器电路图Figure3-8SKlow-passfiltercircuitdiagram
【参考文献】：
期刊论文
[1]微型弹载冲击信号记录仪设计[J]. 李金强,李杰,张德彪,赵计贺. 中北大学学报(自然科学版). 2020(04)
[2]ICP型噪声传感器调理电路设计[J]. 马喜宏,李霞,贾晓晓,任勇峰,贾兴中. 电子器件. 2020(01)
[3]一种基于AD7616的高压变频器模拟量采样系统设计[J]. 王卓. 变频器世界. 2019(08)
[4]一种微弱电荷信号的调理电路设计[J]. 任勇峰,尉易庆,贾兴中. 仪表技术与传感器. 2019(03)
[5]存储式弹载数据记录仪存储可靠性技术研究[J]. 朱金瑞,王代华,苏尚恩,王晓楠. 兵器装备工程学报. 2019(01)
[6]基于高速eMMC阵列的视频存储系统设计[J]. 丁红晖,马游春,张衡,顾泽凌,杨明远,吴正洋. 仪表技术与传感器. 2019(01)
[7]STM32与eMMC通信的存储系统设计[J]. 曹雅楠,王康谊,耿生群,刘志国. 单片机与嵌入式系统应用. 2018(12)
[8]FPGA可编程资源测试技术研究[J]. 张金凤,唐金慧,马成英. 电子元器件与信息技术. 2018(07)
[9]基于FPGA的HS400模式eMMC控制器设计与实现[J]. 张煜,陈微,吴利舟,肖侬. 计算机工程与科学. 2018(06)
[10]基于高速eMMC存储的弹载记录仪设计[J]. 丁红晖,马游春,苏庆庆. 现代电子技术. 2018(06)
硕士论文
[1]微型化高精度数据采集模块的设计[D]. 吕蒙.电子科技大学 2019
[2]基于eMMC阵列的高速固态存储器的研究与设计[D]. 侯天喜.中北大学 2018
[3]基于eMMC阵列的高速大容量存储与传输系统[D]. 姜俊宏.南京理工大学 2018
[4]基于FPGA的PCIE多路高速数据采集系统的设计[D]. 王帅.济南大学 2017
[5]基于eMMC的星载大容量存储关键技术研究[D]. 李攀.哈尔滨工业大学 2017
[6]弹载数字图像采集系统研究[D]. 高阳.中北大学 2017
[7]基于eMMC阵列的高速图像采集与存储系统设计[D]. 吴正洋.中北大学 2017
[8]基于eMMC的硬件电路设计及模型验证[D]. 方博.杭州电子科技大学 2017
[9]多总线数据记录与回放系统研究与设计[D]. 张展鹏.南京理工大学 2017
[10]基于FPGA的多通道声发射同步数据采集系统研究与应用[D]. 韩肖靖.山东大学 2017
本文编号：3012561
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数据读取操作Figure2-4Datareadingoperation
中北大学学位论文15速率模式下）或两个CRC校验和（双倍数据速率模式）附于数据后面发送给eMMC。在写入操作之前，eMMC内部控制器对每个接收到的数据块执行CRC奇偶校验，并将CRC校验结果作为DAT0上的CRC状态标记发送回主控制器。在任何活动数据线上发生传输错误的情况下，设备在DAT0上发送负CRC状态（“101”）。在成功传输的情况下，设备在DAT0上发送一个正的CRC状态（“010”），表示校验成功，校验成功后开始编程将数据写入到Flash存储区。通过这种机制，可以防止数据在传输过程中发生错误。与数据读取操作一样，数据写入也分单块数据写入与多块数据写入，在进行数据编程时，若eMMC内部缓冲区已满，eMMC会将DATA0线拉低，指示编程忙，在这一阶段，eMMC将不接受新的数据块，写入操作时序如图2-5所示。图2-5数据写入操作Figure2-5Datawriteoperation由于预定义块数的多块写入方式在写完设定块数之后就停止写入，并返回传输状态，继续写入需重新发送写入命令并等待响应，因此会浪费很多时钟。为保证更高的写入速率，本设计采用开放式写入的方式，让eMMC持续接收数据块并编程，直至接收到停止命令或者达到存储容量。
中北大学学位论文21111()()sINffossdffsCsCsCusCuusCRRR(3-1)根据运算放大器的性质可得()odoAuuu(3-2)其中odA为运算放大器的开环增益，由于运算放大器的输入阻抗非常大，所以u可看做为0V，当低频且运算放大器的开环增益时，联立式（3-1）、（3-2）可得，0011111=-=-11-1-2chffffargeACCfCjjjfRf(3-3)其中01ffRC，012fffRC为其截止频率。图3-7中高频幅频和相频特性曲线Figure3-7Mediumandhighfrequencyamplitudefrequencyandphasefrequencycharacteristiccurve（3）电压信号调理+-1C2C1R2Riuouxu图3-8SK型低通滤波器电路图Figure3-8SKlow-passfiltercircuitdiagram
【参考文献】：
期刊论文
[1]微型弹载冲击信号记录仪设计[J]. 李金强,李杰,张德彪,赵计贺. 中北大学学报(自然科学版). 2020(04)
[2]ICP型噪声传感器调理电路设计[J]. 马喜宏,李霞,贾晓晓,任勇峰,贾兴中. 电子器件. 2020(01)
[3]一种基于AD7616的高压变频器模拟量采样系统设计[J]. 王卓. 变频器世界. 2019(08)
[4]一种微弱电荷信号的调理电路设计[J]. 任勇峰,尉易庆,贾兴中. 仪表技术与传感器. 2019(03)
[5]存储式弹载数据记录仪存储可靠性技术研究[J]. 朱金瑞,王代华,苏尚恩,王晓楠. 兵器装备工程学报. 2019(01)
[6]基于高速eMMC阵列的视频存储系统设计[J]. 丁红晖,马游春,张衡,顾泽凌,杨明远,吴正洋. 仪表技术与传感器. 2019(01)
[7]STM32与eMMC通信的存储系统设计[J]. 曹雅楠,王康谊,耿生群,刘志国. 单片机与嵌入式系统应用. 2018(12)
[8]FPGA可编程资源测试技术研究[J]. 张金凤,唐金慧,马成英. 电子元器件与信息技术. 2018(07)
[9]基于FPGA的HS400模式eMMC控制器设计与实现[J]. 张煜,陈微,吴利舟,肖侬. 计算机工程与科学. 2018(06)
[10]基于高速eMMC存储的弹载记录仪设计[J]. 丁红晖,马游春,苏庆庆. 现代电子技术. 2018(06)
硕士论文
[1]微型化高精度数据采集模块的设计[D]. 吕蒙.电子科技大学 2019
[2]基于eMMC阵列的高速固态存储器的研究与设计[D]. 侯天喜.中北大学 2018
[3]基于eMMC阵列的高速大容量存储与传输系统[D]. 姜俊宏.南京理工大学 2018
[4]基于FPGA的PCIE多路高速数据采集系统的设计[D]. 王帅.济南大学 2017
[5]基于eMMC的星载大容量存储关键技术研究[D]. 李攀.哈尔滨工业大学 2017
[6]弹载数字图像采集系统研究[D]. 高阳.中北大学 2017
[7]基于eMMC阵列的高速图像采集与存储系统设计[D]. 吴正洋.中北大学 2017
[8]基于eMMC的硬件电路设计及模型验证[D]. 方博.杭州电子科技大学 2017
[9]多总线数据记录与回放系统研究与设计[D]. 张展鹏.南京理工大学 2017
[10]基于FPGA的多通道声发射同步数据采集系统研究与应用[D]. 韩肖靖.山东大学 2017
本文编号：3012561
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