高频动态编码信号采集与存储系统研究--；■ortnverstyna

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1、分类号：TP23单位代码：10110学号：S1507091中北大学全日制工程硕士学位论文高频动态编码信号采集与存储系统研究硕士研究生方国昌校内指导教师谢锐校外指导教师赵纯所在领域仪器仪表工程2018年6月1日图书分类号TP23密级非密注1UDC_______________________________________________________________全日制工程硕士学位论文高频动态编码信号采集与存储系统研究方国昌校内指导教师（姓名、职称）谢锐副教授校外指导教师（姓名、职称）赵纯工程师申请学位级别工程硕士所在领域（研究方

2、向）仪器仪表工程论文提交日期2018年4月10日论文答辩日期2018年5月27日学位授予日期________年______月______日论文评阅人张榆生裴东兴答辩委员会主席李建平2018年6月1日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使

3、用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文高频动态编码信号采集与存储系统研究摘要数据采集存储系统在测试领域中不可或缺，信息技术的快速发展使得数据流的传输速度越来越高，进而推动了数据采集存储系统向着

4、高速大容量的方向迈进。本文结合实验室课题的具体要求，提出了一种针对最高达50MHz的高频动态编码信号的高速采集存储测试系统的实现方法。根据待测信号的特征，对信号所需的处理环节和采样理论进行研究，从信号的传输方式、芯片选型，及后期电路板层叠结构和布局布线等方面考虑，规划具体的硬件电路模块，设计出高速采集存储电路，主要由电源管理、信号衰减、高速ADC、高性能FPGA、DDR3缓存和eMMC存储部分组成。电路设计在Cadence平台完成，通过OrCADCaptureCIS进行原理图设计，结合Pspice对所设计的衰减电路进行仿真验证，针对高

5、频信号的反射问题，对传输线效应进行研究，在PCBSI平台上对PCB中的关键单端信号和LVDS信号的多种阻抗匹配方式进行拓扑结构提取和仿真，对比分析选取最优的匹配方式，并对高频电路中电容的使用进行仿真分析，另外从布局布线方面对高速电路中常见的串扰、信号延迟、电磁干扰等信号完整性问题提出了具体改进方法。在对系统逻辑的设计上，合理使用FPGA的内部硬核资源，如锁相环、FIFO及MCB等，简化开发工作并能准确的完成相关功能。系统采用负延时采样策略对触发开始之前的部分数据进行存储，保证待测信号有效部分的完整性，接收到触发信号后，将数据先缓存到D

6、DR3中，采集结束后再将数据转存至eMMC，并对系统中所用DDR3和eMMC的操作规范和时序进行研究，对关键的读写操作进行仿真分析。通过合理的硬件和逻辑设计，实现采样频率达500MHz，8bit位宽的信号采集存储测试系统，并模拟测试，最后对实验测试数据进行分析，根据测试结果对所设计采集系统进一步的优化。关键词：高速采集，阻抗匹配，信号完整性，DDR3，eMMC中北大学学位论文ResearchonHighFrequencyDynamicCodedSignalAcquisitionandStorageSystemAbstractTheda

7、taacquisitionandstoragesystemisindispensableinthefieldoftesting,therapiddevelopmentofinformationtechnologymakesthetransmissionspeedofthedatastreamhigherandhigher,whichinturndrivesthedataacquisitionandstoragesystemtowardhighspeedandlargecapacity.Inthispaper,accordingtoth

8、especificrequirementsofthelaboratoryproject,amethodforhigh-speedacquisitionandstorageofhighfrequencydynamiccod