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基于DSP的VXI总线通用接口板研制

作　者: 吕游
导　师: 刘晓东
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: VXI总线通用接口 DSP DDR2 SDRAM控制器
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 54次
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内容摘要

现在各种功能的VXI总线仪器已广泛应用于测试领域,不同的VXI仪器主要区别在功能电路部分,而它们的接口电路具有一致性。设计通用的VXI接口电路,可以有效地减少重复性劳动,缩短模块开发周期,具有很高的实用价值。本文设计了一种基于DSP的VXI总线通用接口板,采用FPGA和DSP结合的工作方式,实现了将复杂的VXI总线接口转换为相对简单的本地总线接口。在深入分析VXI总线协议的基础上,利用FPGA实现了VXI总线接口的设计,该接口为A24/A16与D16的寄存器基VXI接口,支持VXI中断功能,设计了用户可自定义的寄存器和支持高速双向数据传输的FIFO;采用高速TMS320F2812 DSP作为主控CPU,实现了对上位机命令解释执行、板上数据管理和本地接口管理;为满足仪器日益增加的对大容量存储器的需求,采用DDR2 SDRAM作为仪器的存储器,利用Verilog语言在FPGA内实现了SDRAM控制器;通过对各种不同功能电路需求资源的分析,提出了一种通用的本地接口的设计,以满足大部分功能电路需要。为了完成对本接口板的测试,在分析测试内容及测试方法的基础上,开发了配套的上位机软件和DSP程序。利用LabWindows/CVI开发了符合VPP规范的仪器驱动程序及测试面板,配合DSP固化程序,实现了对VXI接口、DSP及板上存储资源的测试。实际测试及运行结果表明,本设计原理分析正确,研制的模块工作稳定可靠,各项功能与指标都达到了设计要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题背景  8-10
    1.1.1 虚拟仪器的概念  8
    1.1.2 VXI总线的发展与现状  8-9
    1.1.3 VXI总线的特点  9-10
  1.2 研究的目的和意义  10-11
  1.3 国内外研究现状及分析  11-13
  1.4 主要研究内容  13
  1.5 本文结构  13-14
第2章总体方案设计  14-23
  2.1 模块总体功能  14-15
  2.2 硬件方案论证  15-20
    2.2.1 VXI总线接口电路  15-16
    2.2.2 主控制器DSP的选择及相关设计  16-18
    2.2.3 大容量存储器  18-20
  2.3 软件方案论证  20-22
    2.3.1 DSP软件方案  20-21
    2.3.2 上位机软件方案  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章硬件设计  23-44
  3.1 VXI总线接口设计  23-30
    3.1.1 VXI接口和寄存器组  23-26
    3.1.2 驱动匹配电路  26
    3.1.3 中断电路  26-28
    3.1.4 FIFO设计  28-30
  3.2 DSP及其外围电路设计  30-35
    3.2.1 TMS320F2812 性能介绍  30-31
    3.2.2 DSPF2812 外围电路的设计  31-35
  3.3 DDR2 SDRAM控制器设计  35-42
    3.3.1 DDR2 SDRAM的控制信号  35-37
    3.3.2 利用Verilog设计DDR2 SDRAM控制器  37-42
  3.4 本地总线接口  42-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章测试软件设计  44-55
  4.1 软件规划  44-45
  4.2 上位机软件设计  45-49
    4.2.1 虚拟仪器与软面板  45-46
    4.2.2 上位机软件  46-49
  4.3 DSP软件设计  49-54
    4.3.1 主程序设计  50-52
    4.3.2 命令子程序设计  52-54
  4.4 本章小结  54-55
第5章系统调试及测试  55-60
  5.1 软硬件调试  55-56
    5.1.1 调试方法  55
    5.1.2 调试中遇到的问题  55-56
  5.2 测试  56-59
    5.2.1 测试方法  56-58
    5.2.2 测试结论  58-59
  5.3 本章小结  59-60
结论  60-61
参考文献  61-65
致谢  65

基于DSP的VXI总线通用接口板研制

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