基于Windows的MSO处理系统与逻辑分析模块硬件设计

发布时间：2022-02-10 06:19

　　随着示波器的采样率和带宽的提高,处理系统需要面对更大的数据量,DSP（数字信号处理器）数据带宽小,并且一般不能运行操作系统,无法满足如今示波器的功能需求。与之相比,工控机能更快更有效地处理数据,能更灵活地处理各个终端的快速通信,由于工控机中的CPU采用X86复杂指令集,可运行Windows操作系统。Windows是使用最广泛的操作系统,拥有强大的图形界面,提供丰富的开发资源和强大的开发环境。依托强大的开发环境,Windows拥有强大的通信能力和扩展能力,能方便地将工控机与各设备互连,若需要增加硬件模块,只需将对应开发组件添加到程序中。同时,随着设备复杂化和高速化的发展,混合信号在工程师的研发和调试中也越来越常出现。因此,本文基于Windows操作系统设计示波器处理系统,提高了示波器的数据处理能力,丰富了示波器的功能,并在示波器中添加逻辑分析模块以适应近来时常出现的混合信号测量环境。本文基于一款2.5GSPS采样率,14位垂直分辨率,最大1GHz带宽的示波器,对其处理系统的硬件平台和逻辑分析模块进行设计和研究。其中,处理系统负责对模拟通道和采集系统的控制、各种对外互联的接口、示波器波形的... 

【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 本文研究背景和意义
    1.2 国内外发展现状
    1.3 本文主要设计任务和论文结构
第二章 总体方案设计
    2.1 基于WINDOWS的MSO数据处理系统方案研究
        2.1.1 PCI、PCI-X、PCIExpress总线标准对比
        2.1.2 桥接模块方案
        2.1.3 波形数据缓存模块
    2.2 波形数据处理
        2.2.1 基于状态检测的数字触发原理
        2.2.2 波形数据三维映射及成像
    2.3 逻辑分析模块与MSO总体方案
    2.4 本章小结
第三章 处理系统硬件设计
    3.1 FPGA与工控机互连硬件设计
        3.1.1 PEX8311与工控机的接口硬件设计
        3.1.2 PEX8311与FPGA的接口硬件设计
        3.1.3 PEX8311对数据传输与系统控制的配置
        3.1.4 本地总线的FPGA控制逻辑
    3.2 波形数据的无缝缓存模块设计
        3.2.1 无缝缓存模块系统结构
        3.2.2 无缝缓存模块逻辑控制
        3.2.3 DDR2的控制逻辑
    3.3 基于状态检测的数字触发
        3.3.1 数字触发及其存在的问题
        3.3.2 基于状态检测的数字触发
    3.4 波形的三维映射数据处理
        3.4.1 波形三维映射
        3.4.2 三维图像成像模块
    3.5 本章小结
第四章 逻辑分析模块硬件设计
    4.1 逻辑分析模块数据采集通道电路设计
        4.1.1 逻辑分析模块探头设计
        4.1.2 输入信号数字化处理
    4.2 逻辑分析模块数据采集
        4.2.1 逻辑分析模块数据接收
        4.2.2 时基控制
    4.3 逻辑分析模块触发控制设计
    4.4 本章小结
第五章 功能测试与验证
    5.1 本地系统与工控机的数据传输
    5.2 数据处理功能验证
        5.2.1 基于状态检测的数字触发功能验证
        5.2.2 波形三维数据成像功能验证
    5.3 逻辑分析模块功能验证
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果



本文编号：3618399