学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于FPGA的GPS中频数据采集及网络传输系统设计

作　者: 崔海逢
导　师: 宋茂忠
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 全球定位系统现场可编程门阵列数据采集可编程片上系统网络传输
分类号: TN967.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 157次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近几年来,随着计算机技术和网络技术的不断发展,基于网络平台的数据共享和数据处理正得到人们的广泛关注和应用。本文以GPS中频数据的局域网信息处理为目的,基于可编程片上系统(SOPC)技术和FPGA硬件,研究了GPS中频数据的采集及网络传输技术,解决了数据采集与网络传输中的关键问题。主要工作如下:设计了GPS中频数据采集与网络传输的系统方案。方案采用GP2015射频前端将GPS信号进行下变频和中频放大,然后用AD9433将GPS中频模拟信号进行采集和量化,并通过FPGA实现数据的缓存和预处理。最后通过以太网芯片实现数据网络传输。根据系统需求,利用SOPC技术在FPGA内完成了处理器的定制、各标准外设接口配置和用户自定义外设接口的定制。并且使用FPGA硬件资源控制AD实现了数据的采集、量化和缓存。对嵌入式操作系统μC/OS-II的原理和移植进行了研究,并对系统中各个任务进行了设计、实现和调度。基于μC/OS-II操作系统,使用轻量IP(Light Weight IP)协议栈实现了网络传输功能。在PC端,通过MFC的网络应用开发类CAsyncSocket实现了GPS中频数据的接收和保存,利用Windows消息机制开发了应用程序友好界面。通过测试验证了数据采集和网络传输方案的可行性和正确性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
图表清单  8-10
注释表  10-11
第一章绪论  11-15
  1.1 论文的研究背景  11-12
    1.1.1 GPS 系统概况及应用  11
    1.1.2 基于网络平台的信息处理  11-12
    1.1.3 SOPC 技术国内外发展现状  12
  1.2 论文的研究意义和研究现状  12-14
  1.3 论文的主要研究工作和章节安排  14-15
    1.3.1 论文的主要研究工作  14
    1.3.2 论文章节安排  14-15
第二章系统总体设计概述  15-21
  2.1 系统总体结构  15-16
  2.2 系统主要组成模块介绍  16-21
第三章 SOPC 系统设计  21-35
  3.1 SOPC 及其技术  21-22
  3.2 Nios II 处理器系统  22-26
    3.2.1 Nios II 处理器体系结构  23-24
    3.2.2 Avalon 总线技术  24-25
    3.2.3 外围设备  25-26
  3.3 SOPC 系统平台的设计  26-27
  3.4 SOPC 系统平台的构建  27-35
    3.4.1 Nios II 外围系统设计  28-30
    3.4.2 利用 SOPC Builder 构建系统  30-35
第四章嵌入式操作系统μC/OS-II 的实现和任务设计  35-47
  4.1 嵌入式操作系统  35-37
  4.2 μC/OS-II 的内核结构  37
  4.3 μC/OS-II 在 Nios II 上的移植和配置  37-40
  4.4 系统的任务设计  40-47
    4.4.1 系统的任务管理  40-43
    4.4.2 系统任务的调度  43-44
    4.4.3 时钟处理  44-45
    4.4.4 系统任务间的通讯与同步  45
    4.4.5 系统任务实现  45-47
第五章系统各功能模块的开发  47-64
  5.1 Nios II 集成开发环境  47-48
  5.2 硬件抽象层（HAL）系统库  48-49
  5.3 数据采集模块的控制  49-50
  5.4 数据存取模块设计  50-56
    5.4.1 CF 卡简介  50-51
    5.4.2 CF 卡True IDE 模式中的寄存器  51-54
    5.4.3 CF 卡的读/写  54-56
  5.5 以太网模块的实现  56-64
    5.5.1 TCP/IP 协议简介  56-57
    5.5.2 协议栈的选择  57-58
    5.5.3 LWIP 的进程模型  58
    5.5.4 以太网模块的软件开发  58-64
第六章 PC 端接收程序设计及系统测试  64-69
  6.1 GPS 数据采集PC 端接收程序设计及实现  64-67
    6.1.1 PC 端GPS 数据接收软件设计  64-65
    6.1.2 PC 端GPS 数据接收软件实现  65-67
  6.2 系统测试  67-69
结束语  69-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
在学期间发表的论文  74

基于FPGA的GPS中频数据采集及网络传输系统设计

内容摘要

全文目录

相似论文