基于虚拟仪器的逻辑分析仪研制

发布时间：2022-02-20 10:48

　　随着大规模集成电路和计算机技术的日益普及和迅猛发展,用于数字系统的数据域测试仪器应运而生。逻辑分析仪作为数据域测试仪器中应用最为广泛的通用测试仪器,为数字系统的开发和维护提供了强有力的工具。虚拟逻辑分析仪具备价格低廉、操作便捷、可设置复杂的触发条件、便于对捕获数据进行分析和处理等优点。在对逻辑分析仪工作原理、虚拟仪器技术、EDA技术、USB通信原理等相关知识进行深入分析和研究的基础上,本课题设计了一个基于虚拟仪器技术、具备USB2.0通信接口、采用FPGA芯片做为硬件系统核心的逻辑分析仪。本文在硬件系统设计中采用一片高集成度的FPGA芯片实现硬件电路的全部逻辑功能。该FPGA芯片既实现触发判断功能又实现了数据存储功能。它包括触发模块、存储模块、选频模块和一些相关逻辑电路;具备字触发、通道触发、外触发、毛刺触发、序列触发、组合触发共6种触发模式,32通道×8Kb数据存储容量等性能。依据系统设计方案,采用EZ-USB FX2单片机做为主控芯片,并为该单片机设计了外围电路、固件程序以及固件自动下载驱动程序,实现了主机与硬件电路之间的通信。应用VC++软件开发平台,设计了上位机应用软件,实现对... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 数据域测试与逻辑分析仪
        1.1.2 逻辑分析仪与虚拟仪器技术的结合
    1.2 国内外发展现状及发展趋势
        1.2.1 逻辑分析仪的发展现状
        1.2.2 逻辑分析仪的发展趋势
    1.3 研究的目的与意义
    1.4 本课题的研究内容和设计指标
        1.4.1 本课题的研究内容
        1.4.2 虚拟逻辑分析仪的性能指标
第2章 总体设计方案的讨论与相关技术概述
    2.1 虚拟逻辑分析仪的详细分析
    2.2 各种方案的分析与讨论
        2.2.1 系统整体方案设计
        2.2.2 计算机接口的方案设计
        2.2.3 上位机软件开发平台的方案设计
    2.3 USB 接口总线技术的介绍
        2.3.1 USB 系统结构
        2.3.2 USB 接口的电气特性
        2.3.3 USB 通信流的模式与管线
    2.4 EDA 技术及其应用
        2.4.1 EDA 技术简介
        2.4.2 本设计中FPGA 的应用
    2.5 本章小结
第3章 硬件系统的设计
    3.1 硬件系统的总体结构
    3.2 FPGA 的设计
        3.2.1 触发模块的设计
        3.2.2 存储模块的设计
        3.2.3 选频模块的设计
        3.2.4 FPGA 芯片的故障自诊断
    3.3 主控芯片外围电路的设计
        3.3.1 EZ-USB FX2 单片机介绍
        3.3.2 CY7C68013 外围电路的设计
    3.4 PCB 电路板的设计
    3.5 硬件系统设计带来的优势
    3.6 本章小结
第4章 软件系统的设计
    4.1 软件系统总体结构
    4.2 EZ-USB FX2 固件程序的设计
        4.2.1 EZ-USB FX2 固件的构架
        4.2.2 USB 系统描述符表
        4.2.3 TD_Init 函数的设计
        4.2.4 TD_Poll 函数的设计
    4.3 固件下载驱动程序
        4.3.1 固件下载驱动程序的结构
        4.3.2 固件下载驱动程序的开发
    4.4 上位机软件的设计
        4.4.1 仪器控制及参数设置模块
        4.4.2 数据采集模块
        4.4.3 数据显示模块
        4.4.4 数据库管理模块
    4.5 本章小结
第5章 虚拟逻辑分析仪系统调试
    5.1 系统硬件调试
        5.1.1 FPGA 芯片的调试
        5.1.2 电路板调试
    5.2 系统软件调试
        5.2.1 软件调试的主要方法
        5.2.2 所做调试工作
        5.2.3 调试中遇到的问题和解决方法
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]实验教学虚拟逻辑分析仪的设计[J]. 韩建宁.  国外电子测量技术. 2008(11)
[2]逻辑分析仪的设计与分析[J]. 贾然,王佞.  黑龙江科技信息. 2008(13)
[3]基于VC++的虚拟逻辑分析仪[J]. 谭斌,姚旺生,付学志.  舰船电子工程. 2008(01)
[4]基于虚拟仪器技术的综合测试系统[J]. 阙浩,岳瑞华.  微计算机信息. 2007(31)
[5]虚拟仪器系统的设计方案[J]. 袁芳,江伟.  微计算机信息. 2007(22)
[6]实用简易逻辑分析仪的设计与实现[J]. 朱震华.  电子工程师. 2007(02)
[7]CPLD/FPGA的发展与应用之比较[J]. 徐伟业,江冰,虞湘宾.  现代电子技术. 2007(02)
[8]数字电路测试中的关键技术研究[J]. 郭希维,苏群星,谷宏强.  科学技术与工程. 2006(18)
[9]虚拟仪器技术的发展现状和前景展望[J]. 薛新红.  现代测量与实验室管理. 2006(04)
[10]基于USB总线的嵌入式虚拟仪器的设计[J]. 吴莹,秦树人,张帆.  自动化仪表. 2006(03)

硕士论文
[1]基于USB2.0的综合虚拟测试仪的研究与开发[D]. 贾士鹃.南京理工大学 2008
[2]基于USB2.0的高速数据采集/波形发生器设计[D]. 张邦涛.哈尔滨理工大学 2007
[3]基于EDA和虚拟仪器技术的虚拟逻辑分析仪的研究与设计[D]. 龚薇.四川大学 2006
[4]基于USB接口的逻辑分析仪硬件设计[D]. 余远昱.电子科技大学 2005
[5]基于USB2.0接口的虚拟仪器研究[D]. 宋吉超.西安电子科技大学 2005
[6]基于虚拟仪器技术的逻辑分析仪的研究[D]. 吴林平.东南大学 2004



本文编号：3634889