基于fpga的汽车测试用多路数据采集器

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1、·THESISFORMASTERDEGREEDesignofDataAcquisitionBasedonFPGAforCarEvaluationCandidate:Liu,YichunSupervisor:DingGuoqingAssociateProfessorClass:B0703591StudentID:1070359011DepartmentofInstrumentScienceandEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityJan.2010····上海交通大学硕士学位论文摘要基于FPGA的汽车测试

2、用多路数据采集器摘要在汽车设计定型生产工作中，检测和保证汽车的安全性是目前质量检测的一个至关重要的环节。在实际行驶测试中，利用数据采集器获取汽车的各项性能参数进而分析汽车的整体安全性能。本文介绍一款新型基于FPGA的汽车测试用多路数据采集器原型设计，主要是面向汽车碰撞试验的测试工作。在汽车运行后、记录各项运动参数；在实验结束后，通过回收多路数据采集器内已保存的所有数据，经后期处理后回放汽车实际运行中的各项性能。除满足采集精度、频率、数据容量等常规数据采集设计指标外，该数据采集器还满足了体积小型化、零延时启动数据采集等设计要求，最大限度地方

3、便了测试用户的实际使用。本论文详细讨论了采集器的整个设计思路，主要设计工作内容有：（1）分析设计功能需求，进行多路数据采集系统的结构性设计，在硬件上将系统分为各子单元：模拟信号适配单元、模拟信号采集单元、数字信号处理单元、数据存储单元和核心控制单元。（2）根据性能指标对各子单元进行芯片选型工作，之后设计硬件原理图和PCB布局布线图。其中包括了根据模拟信号、数字信号特性进行必要的电平转换、信号隔离、阻抗变换等信号调理电路；对调理好的信号进行AD转换、隔离等的数据采集电路；对采集后数据进行缓冲存储等的数据存储电路。（3）软件方面则是在FPGA

4、器件的相关开发环境中，采用Verilog语言，以模块化的方式编写控制代码，使各子模块控制相应的硬件资源。当各个子模块都经过测试后，再将所有子模块连接组合成为整体，从而完成整个项目的联调。第I页····上海交通大学硕士学位论文摘要经选型的外围芯片，不仅性能满足设计需求，且对应型号能在市场上采购特殊的无封装裸芯片，为以后可能会采用MCM多芯片互连技术进一步设计更小型更轻型的数据采集器打下基础。设计结果表明，新型基于FPGA的汽车测试用多路数据采集器系统不但满足了各项设计要求，且运行稳定可靠，性能易于升级和扩展，具有一定的实用性和推广价值。关键

5、词：汽车测试，FPGA，数据采集器，Verilog第II页····上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTDesignofDataAcquisitionBasedonFPGAforCarEvaluationAbstractInthedesignofautomotiveproduction,testtoensurethesafetyofmotorvehiclesisacriticalqualitycontrolfactor.Intherealdrivingtest,itistousethedataacquisitiontoobtainthe

6、performanceparametersofthecarandthenanalyzetheoverallsafetyofthecar.ThispaperintroducesanewtypeofvehicletestFPGA-basedmulti-channeldataacquisitionprototypedesign,primarilyforautomotivecrashperformancetest.Inthecarrunning,itrecordsthemotionparameters.Andafterthecarmovement

7、,recoverthemulti-channeldatafromtheacquisitiondeviceandprocesstoanalysistheactualoperationofthevehicleperformance.Inadditiontomeettheacquisitionaccuracy,frequency,datacapacityandsomeotherconventionaldataacquisitiondesignindicators,thedataacquisitiondevicealsomeetstherequi

8、rementsofsmallsize,zero-delaytostartetc.andmaximizetheconveniencefortheactualtest.Thispaperdiscu