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VXI总线分析仪的研制

作　者: 廖兴初
导　师: 付平
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: VXI总线总线分析 FPGA SDRAM
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本论文对VXI总线分析仪进行了深入研究。本课题是针对VXI总线模块开发、调试和维护中,需要监控和分析VXI底板信号而提出的。本模块是一种分析类的仪器,使用该模块可以观测VXI总线工作时的状态,分析其数据和控制信号,从而为VXI模块的设计、生产和维护提供了极为方便的调试手段,极大地缩短了它们的调试开发周期,为VXI总线系统的稳定工作提供了技术保障。因此研制VXI总线分析仪具有重要的现实意义。VXI总线分析仪包括数据采样模块和软件平台两个子模块。数据采样模块根据软件的指令执行数据采样触发、存储和传输操作。软件平台实现模块的驱动、采集过程控制和数据分析处理操作。模块硬件设计的核心由FPGA来实现,先将满足触发条件的VXI底板数据采样后存储在SDRAM中,并通过VXI总线与软件平台实现数据传输。控制程序采用模块化设计,用Verilog语言实现电路行为的描述,从而使整个设计更加紧凑,稳定可靠。同时,采用VXI总线接口传输数据,提高了数据传输速度,增强了可靠性。软件采用了LabWindows/CVI开发环境,通过调用VISA函数库实现对采样过程的控制和数据传输。数据分析程序实现波形的显示和总线状态和时序分析功能。实际测试及运行结果表明本设计理论分析正确,设计合理,研制的模块满足设计要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题的来源、背景和目的  9-10
  1.2 数据域测试与总线分析仪  10-12
    1.2.1 数据域测试  10-11
    1.2.2 总线分析仪在数据域测试中的应用  11-12
  1.3 总线分析仪发展现状  12-13
  1.4 主要技术指标及研究内容  13-14
  1.5 本文结构  14-15
第2章总体设计方案  15-23
  2.1 分析仪模块功能分析  15-16
  2.2 总体结构设计  16-17
  2.3 硬件方案选择  17-21
    2.3.1 功能电路方案选择  18-19
    2.3.2 存储器方案的选择  19-20
    2.3.3 VXI总线接口方案选择  20-21
  2.4 软件平台方案  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第3章硬件的设计实现  23-48
  3.1 FPGA内部逻辑结构  23-24
  3.2 数据采样  24-28
    3.2.1 瞬变存储原理  24-25
    3.2.2 瞬变存储实现方案  25-26
    3.2.3 时钟计数器  26
    3.2.4 数据传输位宽的变换  26-28
  3.3 触发电路实现  28-30
    3.3.1 触发与跟踪原理  28
    3.3.2 触发识别  28-30
  3.4 数据存储与控制  30-38
    3.4.1 SDRAM结构简介  30-32
    3.4.2 SDRAM的操作  32-35
    3.4.3 利用Verilog语言设计SDRAM控制器  35-38
  3.5 VXI接口电路设计  38-44
    3.5.1 译码逻辑  40-41
    3.5.2 缓冲和DTACK~*驱动  41-42
    3.5.3 寄存器配置  42-44
  3.6 前面板LED显示  44-47
  3.7 本章小结  47-48
第4章软件设计  48-55
  4.1 软件规划  48-50
    4.1.1 LabWindows/CVI简介  48-49
    4.1.2 VISA概述  49-50
    4.1.3 总线分析仪软件功能  50
  4.2 驱动程序设计  50-51
  4.3 软面板设计  51-54
  4.4 本章小结  54-55
第5章模块的调试和测试  55-63
  5.1 调试  55-57
    5.1.1 调试内容及步骤  55-56
    5.1.2 调试中遇到问题与分析  56-57
  5.2 测试  57-58
  5.3 测试数据与结果  58-61
  5.4 本章小结  61-63
结论  63-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
附录  69

VXI总线分析仪的研制

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