多波束测深系统采集与调理平台设计

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文多波束测深系统采集与调理平台设计硕士研究生：孙睿指导教师：李海森教授学位级别：工学硕士学科、专业：信号与信息处理所在单位：水声工程学院论文提交日期：2013年12月24日论文答辩日期：2013年03月17日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngDesignofSignalAcquisitionandConditoningPlatformofMulti-beamSoun

2、dingSystemCandidate:SunRuiSupervisor:Prof.LiHaisenAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:SignalandInformationProcessingDateofSubmission:December.24.2012DateofOralExamination:March.17.2013University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

3、本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向

4、国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日多波束测深系统采集与调试平台设计摘要本文是以新型多波束测

5、深系统需求为背景，针对多波束的信号采集处理系统提出一种采集与调理平台+DSP处理模块的全新结构设计方案，以达到简化系统结构、提升系统性能的目的，并对采集与调理平台进行了实际的硬件电路设计及调试验证。首先，概述了多波束测深系统的国内外发展状况，介绍了多波束测深系统的工作原理以及各部分组成。其次，基于现有多波束的采集处理系统结构，设计了一种全新的系统结构，这种新的结构具有占用空间小、便于升级扩展等优点；特别针对核心芯片FPGA与DSP的选型进行了较深入的研讨论证，完成了两者的通信方案设计，并设计了系统基于SOP

6、C的数据缓存传输方案。再次，对系统中的采集与调理平台进行了具体的硬件电路设计，包括FPGA控制电路、采集电路、增益控制电路、外部存储器电路、串口通信模块以及PCI总线接口电路；对PCB的布局、布线及电源与地的设计规则进行研究讨论，完成了符合新型多波束测深系统CPCI-6U结构要求的多层PCB设计。最后，根据带通采样定理确定了系统的采样率；完成了采集与D/A转换的逻辑编写，建立了基于SOPC的数据缓存传输系统，实现了SOPC的搭建与PCI总线接口的逻辑设计；对所编写的逻辑进行了Modelsim时序仿真，实现了

7、SignalTap下的在线调试，验证了平台的逻辑及硬件设计的正确性，所设计的平台基本达到了实用水平。关键词：多波束；采集；调理；平台设计哈尔滨工程大学硕士学位论文多波束测深系统采集与调试平台设计ABSTRACTInthebackgroundofnew-typemulti-beamsoundingsystemrequirement,thenewstructureofsignalacquisitionandprocessingsystem,whichcontainsasignalacquisitionandco

8、nditioningplatformandtwoDSPprocessingmodules,isproposedinthisdissertation.Thepurposeofthisdesignistosimplifysystemstructureandimprovesystemperformance.Atlast,thehardwarecircuitdesignandlogicverificationofthis