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LXI逻辑分析仪模块硬件设计

作 者: 汪鹏利
导 师: 黄建国
学 校: 电子科技大学
专 业: 测试计量技术及仪器
关键词: LXI IEEE1588 同步/触发 逻辑分析仪
分类号: TM935
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 154次
引 用: 4次
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内容摘要


伴随着计算机技术的发展和渗透,测试对象与任务的多样性要求,仪器总线和自动测试系统的相关技术研究也在不断地推陈出新。在这种情况下,LXI总线技术由LXI联盟从原有的VXI总线技术基础上规范和提出。越来越多的测量仪器厂家和研究单位投入到符合LXI规范的设备仪器的开发中。本课题主要是针对LXI这种新型总线技术进行研究与探索,通过对LXI相关协议和技术的研究,进而实现最高采样率500MHz,具有64个数据通道和4个时钟通道的符合LXI规范的逻辑分析仪模块。全文在研究分析LXI总线技术规范和相关技术的基础上,阐述了LXI设备的一种设计思路,详细叙述了相关模块的设计过程。在前期充分的实验和总结之上, LXI逻辑分析仪模块采用了ARM9+FPGA基本架构,包含数据采集控制、系统时钟同步与触发机制,LAN通信由嵌入式微处理器的带网络支持的嵌入式操作系统实现。整个结构主要包括前向通道、数据采集模块、嵌入式微处理器模块以及各种接口等。主要工作内容为:先从整体到局部就LXI规范标准进行细致学习,并深入总结研究了相关技术各部分的内容;同时不断对已有方案进行改进并予以验证,在给出系统的硬件系统架构后,根据LXI数据采集模块的技术指标要求分别实现模块的硬件单元设计,配合软件系统的开发实现最终指标。最后,对课题做了技术总结和改进展望。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 仪器系统总线的发展  8-9
  1.2 LXI 仪器的研究现状  9-11
  1.3 课题的研究内容及设计要求  11-12
第二章 LXI 规范及其相关技术研究  12-27
  2.1 LXI 规范概述  12
  2.2 LXI 仪器模块分类与特点  12-15
  2.3 LXI 标准规范及关键技术研究  15-27
    2.3.1 LXI 模块的物理电气特征  15-16
    2.3.2 LXI 模块间基于事件消息的数据通信  16-18
    2.3.3 LXI 模块的触发策略  18-23
    2.3.4 LXI 模块的高精度时钟同步策略  23-27
第三章 LXI 逻辑分析仪模块的硬件系统设计  27-37
  3.1 前期方案设计及测试  27-29
  3.2 结果分析与改进  29-34
    3.2.1 网络传输延迟分析  29-31
    3.2.2 晶振的频率补偿调整  31-32
    3.2.3 方案改进  32-34
  3.3 逻辑分析模块的结构  34-35
  3.4 LXI 逻辑分析仪模块系统组成  35-37
第四章 LXI 逻辑分析仪模块的硬件电路及数字系统设计  37-68
  4.1 逻辑探头与采集通道电路设计  37-41
  4.2 数据采集与控制模块设计  41-57
    4.2.1 时钟电路  41-43
    4.2.2 定时分析采样电路  43-46
    4.2.3 状态分析采样电路  46-48
    4.2.4 毛刺检测电路  48-50
    4.2.5 触发电路  50-54
    4.2.6 存储控制电路  54-57
  4.3 嵌入式微处理器模块设计  57-60
  4.4 LXI 同步与触发模块设计  60-68
    4.4.1 系统时钟同步系统硬件架构  60
    4.4.2 授时机制  60-61
    4.4.3 GPS OEM 板卡与实时时钟芯片  61-64
    4.4.4 同步与触发逻辑的设计与测试验证  64-68
第五章 结论与展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-72
攻硕期间取得的研究成果  72-73
附录  73-75

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 频率、波形参数的测量及仪表
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