pxi+express总线高速ad模块研制

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1、硕士学位论文PXIExpress总线高速AD模块研制DEVELOPMENTOFPXIEXPRESSHIGH-SPEEDA/DMODULE池哲强哈尔滨工业大学2013年7月国内图书分类号：TP274学校代码：10213国际图书分类号：621.38密级：公开工学硕士学位论文PXIExpress总线高速AD模块研制硕士研究生：池哲强导师：付平教授申请学位：工学硕士学科：仪器科学与技术所在单位：自动化测试与控制系答辩日期：2013年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP274U.D.C:621.38DissertationfortheMasterD

2、egreeinEngineeringDEVELOPMENTOFPXIEXPRESSHIGH-SPEEDA/DMODULECandidate：ChiZheqiangSupervisor：Prof.FuPingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentScienceandTechnologyAffiliation：DepartmentofAutomaticTestandControlDateofDefence：July,2013Degree-Conferring-Institution：

3、HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要高速数据采集技术广泛应用于通信、雷达、测试等领域，与传感器技术、信号处理技术和计算机技术一起构成了现代检测技术的基础。随着数据采集速率的快速提高，对数据传输速率提出了更高的要求。PXIExpress总线作为第三代计算机I/O总线PCIExpress在仪器领域的扩展，能够为测试仪器提供灵活的通讯带宽配置。本文根据数据采集模块技术指标做了一个详细的需求分析，制定了硬件设计的总体方案。在此基础上，研制了一种基于PXIExpress总线的高速AD模块。该模块采用带有PCIExpressIP硬

4、核的FPGA芯片进行PXIExpress接口的设计。在前端的信号调理电路设计中，实现了对信号的衰减放大、AC/DC耦合、阻抗变换等功能。为了满足高速数据采集对大容量缓存的需求，采用板载DDR2内存条进行存储器电路的设计，使得缓存深度达到1GB。在FPGA控制器电路的设计中，采用CadenceFSP工具对引脚分配进行优化，减少了引脚间的交叉情况。为了使逻辑的层次清晰且易于维护升级，设计中采用了基于Qsys的逻辑设计流程。采用IP核进行各部分逻辑设计，提高了逻辑的可重用性。为了减小采样数据的占用体积，加快数据传输的效率，设计了一个数据压缩IP核对采样数据进行压缩。在软件设计

5、中，利用VISA编程接口设计了符合VPP规范的驱动程序，利用LabWindowsCVI设计了上位机应用程序。本文最后给出了模块的功能测试与性能分析。测试结果表明，PXIExpress总线高速AD模块的功能和各项技术指标符合设计要求。关键词：高速数据采集；PXIExpress；DDR2；Qsys；数据压缩-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractHighspeeddataacquisitiontechnologyiswidelyusedincommunications,radar,testingandotherfields.Togetherwithsensort

6、echnology,signalprocessingtechnology,andcomputertechnology,highspeeddataacquisitiontechnologyconstitutethefoundationofmoderndetectiontechniques.Withtherapidincreaseindataacquisitionrate,ahigherdatatransmissionrateisrequired.PCIExpressisthethirdgenerationofcomputerI/Obus.AsanexpansionofPC

7、IExpressintheinstrumentfield,PXIExpressisabletoprovideflexiblebandwidthconfigurationforinstruments.Basedonthedataacquisitionmoduletechnicalindicators,adetailedneedsanalysisispresentedandaoverallplanofthehardwaredesignismade.Basedontheplan,aPXIExpresshighspeedADmoduleisdev