基于omap-l138的数字三维示波器嵌入式处理平台硬件设计

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1、分类号密级注1UDC学位论文基于OMAP-L138的数字三维示波器嵌入式处理平台硬件设计周亮（作者姓名）指导教师叶芃教授电子科技大学成都申请学位级别硕士学科专业仪器科学与技术提交论文日期2014.05.12论文答辩日期2014.05.21学位授予单位和日期电子科技大学2014年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。HARDWAREDESIGNOFDPOEMBEDDEDPROCESSINGPLATFORMBASEDONOMAP-L138AMasterThesisSubmitte

2、dtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:InstrumentScienceandTechnologyAuthor:ZhouLiangAdvisor:Prof.YePengSchool:SchoolofAutomationEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得

3、电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要

4、摘要随着市场需求的不断增长，数字示波器更新换代的速度越来越快，其功能也在不断地增加。优秀的示波器产品除了具备高采样率、高带宽、高捕获率等特性，良好的显示界面和用户体验也成为重要决定的因素，另外，还需要兼容更多的外围通讯接口，以增强自身的扩展性和数据共享能力。目前，传统的国产示波器大多采用DSP作为处理器，这样做可以具有很高的运行速度，在数据实时处理方面有很大的优势，但随着待处理数据量的增大、外围通讯接口的增多，其控制能力低下的缺点也进一步凸显，相对而言，ARM处理器却具有很强的系统管理功能。因此，本文使

5、用了TI公司推出的DSP+ARM双核架构处理器OMAP-L138，搭建一个示波器嵌入式处理的硬件平台。该处理平台拥有传统的DSP平台的优势，拥有强大的高速运算能力；同时又兼具ARM嵌入式平台的特点，能够运行Linux操作系统，方便的开发人机交互界面。该设计集成度高、成本低、开发难度不高，具备高性价比和市场竞争能力。本课题是高捕获率三维示波器的一个子项目，设计基于OMAP-L138的嵌入式处理平台，实现对外围设备及接口的控制，以及处理器与FPGA进行数据传输并显示的目标。论文的主要研究内容包括：1．系统外

6、围通信接口的硬件设计。在确定了核心器件FPGA的选型后，结合OMAP-L138的外设资源，对RS-232接口、以太网接口、SDcard接口、USBOTG接口和VGA接口进行逐一分析确定硬件设计方案并给出电路图。2．系统配置电路的设计，包括处理器的时钟与复位，DDR2SDRAM、Flash和铁电存储器的选型与设计，BOOT电路分析与设计，电源系统的分析设计，最后从信号完整性的角度分析了系统设计时应该注意的问题。3．使用EMIFA接口和uPP接口实现OMAP-L138与FPGA的数据交换，并以此为前提，通过

7、二者传输效率的分析，详细阐述了系统的数据传输设计和显示设计。4．最后给出系统硬件调试过程和验证结果，初步实现了设计目标，并提出了后续的研究要点。关键词：数字示波器，微处理器，OMAP-L138，硬件设计，数据交换IABSTRACTABSTRACTGrowingmarketdemandsresultinmorefrequentupdatesofdigitaloscilloscopethaneverandmorediverseintermsoffunctionality.Commonlyspeaking,t

8、hosewithhighsamplingrate,bandwidth,capturingrateamongotherexcellentcharacteristicsstandout.Nowadays,interfaceandcustomerexperiencearealsocrucialtoproductquality.Moreover,inordertoimproveitsexpansionanddatasharingcapability