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基于CPCI总线的高速数据光纤传输系统研究

作　者: 王明芳
导　师: 邓云凯
学　校: 中国科学院研究生院（电子学研究所）
专　业: 通信与信息系统
关键词: 合成孔径雷达 高速数据传输 光纤 FPGA PCI9056
分类号: TN929.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 309次
引　用: 4次
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内容摘要


合成孔径雷达(简称SAR)由于其在民用和军用方面的广泛应用，受到了越来越多的重视。各国均在竞相研制高分辨率、多功能、具有全数字化实时成像功能的SAR系统。同时由于其在近几年得到了飞速的发展，SAR的数据量不断的增长，现有的传输系统已经渐渐无法适应SAR数据量的激增。因此研制数据的高速传输系统成为SAR发展急需解决的问题。 本文的研究工作紧紧围绕高速数据光纤传输系统的研制展开。鉴于光纤必将成为未来信息社会中各种信息网的主要传输媒质，本系统的开发充分利用光纤传输损耗小、抗干扰能力强、传输速率高等优点。论文在前人研究的基础上，提出了用高集成的FPGA取代传统上用分立元件设计的数据传输方案，并实际开发了基于CPCI总线的高速数据传输卡。该传输卡结构紧凑、稳定可靠、运行效率高，测试结果显示传输速率102MB／s，达到预期设计指标，其硬件电路的设计思路和结构形式有很强的通用性和实用价值。 论文重点研究了高速电路设计和数据传输控制方案。由于板上数据传输速度非常快，串行部分达到2.215Gbit／s，所以必须采用一些高速PCB设计技术来确保信号的正确传输。数据的传输控制是在充分考虑了雷达数据特点和所选FPGA内部资源情况的基础上，以尽可能的保证传输正确率和提高传输速度为目标进行设计的。论文对这两个方面的问题都给予了详细的介绍。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 合成孔径雷达简介  9
  1.2 合成孔径雷达的发展概况  9-10
  1.3 高速数据传输研究背景及意义  10
  1.4 高速数据传输研究历史和现状  10-11
  1.5 论文结构安排  11-13
第二章 高速数据光纤传输系统整体概述  13-20
  2.1 前言  13
  2.2 传统设计方法简述  13-15
  2.3 高速数据光纤传输系统整体结构  15-19
  2.4 小结  19-20
第三章 高速数据光纤传输接收系统的硬件设计  20-45
  3.1 前言  20
  3.2 接收系统总体方案设计概述  20-21
  3.3 CPCI总线接口  21-24
    3.3.1 CPCI总线接口的实现方法  21-22
    3.3.2 CPCI总线基本信号  22-24
  3.4 总线控制器PCI9056的设计  24-28
    3.4.1 芯片的介绍  24-25
    3.4.2 BGA封装芯片的布线策略  25-26
    3.4.3 配置空间设置  26-27
    3.4.4 一些引脚的连接  27-28
  3.5 FPGA的设计  28-39
    3.5.1 FPGA器件选型原则  29-30
    3.5.2 芯片的介绍  30-33
    3.5.3 FPGA自身电源和地的设计  33-34
    3.5.4 片上集成的锁相环的设计  34
    3.5.5 管脚分配需要考虑的因素  34-36
    3.5.6 配置电路的设计  36-38
    3.5.7 测试管脚的设计  38-39
  3.6 光电转换的设计  39-43
    3.6.1 芯片的介绍  39-40
    3.6.2 减小电磁干扰的措施  40-41
    3.6.3 电平匹配的设计  41-43
  3.7 时钟电路的设计  43-44
  3.8 复位电路的设计  44
  3.9 小结  44-45
第四章 高速数据光纤传输接收系统的功能设计与实现  45-67
  4.1 前言  45
  4.2 FPGA的设计原理  45-48
  4.3 FPGA的功能设计总述  48-49
  4.4 各部分功能详述  49-64
    4.4.1 锁相环倍频  49-50
    4.4.2 千兆位收发器  50-55
    4.4.3 控制逻辑  55-60
    4.4.4 串并转换  60-62
    4.4.5 异步FIFO  62-64
  4.5 芯片的配置  64-65
    4.5.1 配置模式的选择  65
    4.5.2 配置文件  65
  4.6 芯片内的资源占用率  65-66
  4.7 小结  66-67
第五章 驱动程序的开发  67-73
  5.1 前言  67
  5.2 WDM驱动程序模型新特点  67-68
  5.3 驱动程序开发工具的选择  68-69
  5.4 高速数据传输卡驱动程序的实现  69-72
  5.5 小结  72-73
第六章 结束语  73-75
参考文献  75-78
攻读硕士期间发表的论文  78-79
致谢  79-80
附录  80-88

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 光波通信、激光通信 > 光纤通信
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