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某高速采集存储装置中的关键技术研究

作　者: 王雪松
导　师: 甄国涌
学　校: 中北大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 422传输 LVDS传输命令接收协议应力波 ANSYS-AUTODYN
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 35次
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内容摘要

本文主要针对高速采集存储装置在设计过程中的一些关键技术进行了分析和研究。由于本文所研究的高速采集存储装置属于综合类电子设备，而综合类的电子设备通常包括接口电路、逻辑代码、外部结构等几个方面，因此，本文在设计高速采集存储装置时，也主要从这三个方面进行讨论、分析和设计。本文首先根据实际情况中的应用要求制定了设计方案。并在实际设计过程中，对高速采集存储装置中422、LVDS接口信号传输的可靠性进行了分析和设计。接口的可靠性设计主要分为接口的硬件电路设计和逻辑设计两个方面。在硬件方面，本文主要从影响422和LVDS接口信号可靠传输的因素进行考虑，分析并设计了针对该影响因素的解决方案和硬件电路。在逻辑方面，本文主要从422接口信号的可靠采样、LVDS信号的可靠传输、422命令信号的可靠接收等几个方面去研究，分析并设计了422信号的采样消抖、LVDS信号的可靠传输及命令信号可靠接收的“握手”协议和状态返回机制。同时，本文针对高速采集存储装置中记录器的抗高过载冲击防护技术进行了研究，主要从缓冲材料的缓冲原理及设备的防护结构入手进行了分析和研究，并应用ANSYS-AUTODYN软件对所采用的防护技术进行了高过载冲击环境下的仿真验证。本文在高速采集存储装置设计完成后，给出了该装置的测试平台和测试环境，构成了模拟实际环境下的闭环测试系统。通过实际测得的数据来验证高速采集存储装置的性能及其工作的可靠性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-18
  1.1 课题的来源及性质  10
  1.2 课题的研究目的和意义  10-13
  1.3 国内外研究现状  13-16
    1.3.1 国外研究现状  13-15
    1.3.2 国内研究现状  15-16
  1.4 论文主要工作内容  16-18
2 方案分析及设计  18-27
  2.1 方案分析  18-21
  2.2 方案设计  21-26
    2.2.1 采编器接口设计  21-25
    2.2.2 记录器接口及功能设计  25-26
  2.3 本章小结  26-27
3 接口设计  27-50
  3.1 长线 422 命令传输链路的设计  27-36
    3.1.1 422 传输链路的可靠性分析  28-32
      3.1.1.1 RS-422 的传输匹配  28-29
      3.1.1.2 RS-422 的接地  29-31
      3.1.1.3 RS-422 总线的不确定状态  31-32
      3.1.1.4 RS-422 的瞬态保护  32
    3.1.2 422 命令接收接口的硬件电路设计  32-34
    3.1.3 422 命令采样的逻辑设计  34-36
  3.2 LVDS 高速数据传输链路的设计  36-49
    3.2.1 LVDS 概述及工作原理  36-37
    3.2.2 LVDS 传输链路的可靠性分析  37-42
      3.2.2.1 LVDS 链路中信号的传输现象  37-39
      3.2.2.2 LVDS 信号传输过程中影响因素的分析  39-42
    3.2.3 LVDS 高速数据传输链路硬件电路设计  42-45
    3.2.4 LVDS 传输逻辑设计与优化  45-46
    3.2.5 LVDS 高速信号的 PCB 板设计及布线技巧  46-49
      3.2.5.1 LVDS 高速信号的 PCB 板设计  46-48
      3.2.5.2 PCB 中高速差分线的布线技巧  48-49
  3.3 本章小结  49-50
4 命令接收的可靠性设计  50-62
  4.1 “握手”机制  50-55
    4.1.1 “握手”机制的工作原理  50-52
    4.1.2 “握手”机制中命令字的抗干扰设计  52-55
      4.1.2.1 命令字的帧结构设计  52-54
      4.1.2.2 命令字内容的抗干扰规划  54-55
  4.2 状态返回机制  55-61
    4.2.1 状态返回机制的工作原理  55-56
    4.2.2 状态字的设计  56-59
      4.2.2.1 采编器的状态字设计  56-57
      4.2.2.2 记录器的状态字设计  57-59
    4.2.3 记录器状态返回的时序设计  59-61
  4.3 本章小结  61-62
5 记录器的抗高过载冲击设计  62-71
  5.1 缓冲材料抗高过载冲击的缓冲机理  62-65
  5.2 记录器防护结构的优化  65
  5.3 ANSYS-AUTODYN 仿真验证  65-70
  5.4 本章小结  70-71
6 设备性能测试与验证  71-78
  6.1 测试平台与测试环境  71-72
  6.2 测试结果分析  72-77
  6.3 本章小结  77-78
7 总结与展望  78-79
参考文献  79-83
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果  83-84
致谢  84

某高速采集存储装置中的关键技术研究

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