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基于LVDS接口的高速数据记录器的设计

作 者: 储成群
导 师: 任勇峰;焦新泉
学 校: 中北大学
专 业: 电路与系统
关键词: FPGA flash 高速数据传输 实时存储 LVDS
分类号: TP216.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 153次
引 用: 9次
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内容摘要


伴随着航空航天技术的飞速发展,雷达技术向高分辨率、多级化、多频段等方向发展,雷达信息获取量也随之迅速增加。实现雷达数据记录设备高容量、高速度、低功耗、高可靠性以及高灵活性一直是高速雷达数据存储技术的主要研究内容和追求目标。本文致力于研究并实现一种基于NAND型Flash的高速大容量高速数据记录器,实现雷达信号处理系统中海量高速数据的实时存储。本文是在某项目“硬回收数据记录系统”的支持下,围绕弹载雷达系统中回波信号、图像及遥测数据的存储开展研究。针对雷达信号采集中较快的采样率和较宽的数据带宽产生的高速海量数据,研究了以LVDS为高速数据通信接口、Flash为存储介质的高速大容量数据存储模块,实现对高速雷达信号采样数据的实时存储。文中在了解国内外固态记录器的研究现状和发展趋势的基础上,结合实际应用需求,提出了弹载高速数据记录器的总体设计方案。采用了模块化设计思想,按功能分为接口模块和数据存储模块。接口模块实现与地面测试设备通信,主要作用是接收并响应测试设备指令,将存储模块数据高速上传;数据存储模块实现输入数据的高速存储,整个存储模块以一片FPGA(现场可编程逻辑器件)为控制核心,并深入理解Flash芯片存储的特点,采用了交错双平面交叉编程,流水线式操作的方法,以获得较高的速度和较大存储容量。文中指出了系统测试的实现过程,经过大量测试,该记录器能够满足系统的任务需求,实现了高速数据的实时存储。最后,文中对整个设计过程进行了总结和展望。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1. 绪论  8-16
  1.1 研究背景  8
  1.2 课题性质及来源  8-9
  1.3 国内外研究现状  9-13
  1.4 研究内容与论文安排  13-15
  1.5 本章小结  15-16
2. 系统方案设计  16-28
  2.1 系统技术指标  16-17
    2.1.1 记录器记录参数要求  16
    2.1.2 记录器接口设计要求  16-17
  2.2 LVDS接口设计  17-22
    2.2.1 数据传输方式介绍  17-18
    2.2.2 LVDS基本原理  18-19
    2.2.3 LVDS传输设计方案  19-22
  2.3 系统方案分析与设计  22-27
    2.3.1 系统设计原则  22-23
    2.3.2 系统组成及设计  23-25
    2.3.3 系统工作模式设计  25-27
  2.4 本章小结  27-28
3. 电路系统设计  28-45
  3.1 存储模块电路设计  28-38
    3.1.1 存储介质选择  28-29
    3.1.2 数据记录模块电路设计  29-30
    3.1.3 存储模块逻辑设计  30-38
  3.2 接口模块设计  38-41
  3.3 地面测试台设计  41-44
    3.3.1 主控卡设计  41-43
    3.3.2 信号源卡设计  43-44
  3.4 本章小结  44-45
4. 关键技术应用与分析  45-58
  4.1 422 通信协议设计  45-48
    4.1.1 握手通信协议  45
    4.1.2 指令传输流程  45-48
  4.2 高速数据存储技术  48-53
    4.2.1 提高数据存储速率的主要措施  48-49
    4.2.2 Flash写入速度分析  49-53
    4.2.3 Flash 高速操作实现过程  53
  4.3 降低存储模块功耗设计  53-57
  4.4 本章小结  57-58
5. 系统测试与结果分析  58-62
  5.1 测试平台组成  58
  5.2 系能功能测试流程  58-61
  5.3 本章小结  61-62
6. 结论  62-65
  6.1 研究总结  62
  6.2 工作展望  62-65
参考文献  65-68
攻读硕士学位期间发表的学术论文及所取得的研究成果  68-69
致谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 自动检测仪器、仪表 > 自动记录和指示仪表
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