学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于FPGA的高速数据采集与存储系统设计

作 者: 秦建军
导 师: 王大成
学 校: 哈尔滨工程大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: FPGA NiosII 双CF卡 FAT32文件系统
分类号: TP274.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 112次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


随着科技和信息技术的发展,数据采集与存储系统在各行各业取得了广泛的应用。然而随着人们需要采集和处理越来越多的数据,对于数据采集与存储系统的各项性能如采样频率、数据处理和存储速度等提出更高的要求,因此如何实时、高速、连续地采集和存储数据是一个关键的问题。半导体制造工艺的提高带动FPGA技术的快速发展,给数据采集与存储系统性能提升提供新的解决方案。本文正是基于上述要求,设计了一套通用型的高速数据采集与存储系统。提出以FPGA为控制核心,以双CF卡作为存储介质,以USB接口作为数据输出接口,完成对高频模拟信号的数据采集、保存和传输功能。在FPGA内部建立以Nios II软核为核心的片上控制系统,既增强了设计的灵活性又保留了FPGA并行处理的优势;利用双CF卡做为存储介质来实现对数据的连续采集和高速存储,通过移植广泛使用的FAT32文件系统,解决CF卡内数据的高效管理问题;采用USB2.0接口将CF卡中的数据上传给计算机做进一步处理或归档。最后对本系统的各项性能进行全面的测试和分析,并对存在的问题提出改进的措施和建议。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 论文的目的和意义  9
  1.2 数据采集与存储系统介绍  9-10
  1.3 数据采集与存储系统现状与发展趋势  10-11
  1.4 论文研究内容与章节分配  11-13
    1.4.1 系统的技术指标  11
    1.4.2 系统的总体结构  11-12
    1.4.3 论文章节安排  12-13
第2章 硬件电路设计  13-26
  2.1 电源电路  13-15
  2.2 高速 A/D 转换电路  15-17
    2.2.1 ADC 选型  15-16
    2.2.2 ADC 接口电路  16-17
  2.3 数字控制电路  17-20
    2.3.1 常用微控制芯片对比  17-18
    2.3.2 FPGA 芯片选型  18-19
    2.3.3 FPGA 控制电路  19-20
  2.4 数据存储电路  20-23
    2.4.1 存储卡选型  21-22
    2.4.2 双 CF 卡存储电路  22-23
  2.5 USB 接口电路  23-25
    2.5.1 读卡器芯片选型  23-24
    2.5.2 读卡控制电路  24-25
  2.6 本章小结  25-26
第3章 系统软件设计  26-43
  3.1 系统整体工作流程  26-27
  3.2 软件开发平台  27-31
    3.2.1 Quartus II 工程设计  27-28
    3.2.2 SOPC 系统创建  28-30
    3.2.3 Nios II 软件开发  30-31
  3.3 数据缓冲模块  31-32
  3.4 数据存储模块设计  32-42
    3.4.1 FAT 文件系统简介  32-35
    3.4.2 PIO 模式软件实现  35-38
    3.4.3 FAT32 文件系统的实现  38-42
  3.5 本章小结  42-43
第4章 系统性能测试与分析  43-54
  4.1 A/D 性能&数据缓冲模块测试  43-46
  4.2 数据存储模块测试  46-50
  4.3 系统运行结果与分析  50-52
  4.4 系统方案改进  52-53
  4.5 本章小结  53-54
结论  54-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
附录  59

相似论文

  1. 基于FPGA的电磁超声检测系统的研究,TH878.2
  2. 基于FPGA的五相PMSM驱动控制系统的研究,TM341
  3. LXI任意波形发生器研制,TM935
  4. 基于FPGA的射频功放数字预失真器设计,TN722.75
  5. 突发OFDM系统同步与信道估计算法及FPGA实现,TN919.3
  6. 直扩系统抗多径性能分析及补偿方法研究,TN914.42
  7. 电视制导系统中视频图像压缩优化设计及实现研究,TN919.81
  8. 基于FPGA的多用户扩频码捕获研究及硬件仿真,TN914.42
  9. 基于FPGA的数字图像处理基本算法研究与实现,TP391.41
  10. 基于FPGA的高速图像预处理技术的研究,TP391.41
  11. 基于FPGA的高速数字图像采集与接口设计,TP274.2
  12. 基于FPGA的电感传感器数据采集系统的研制,TP274.2
  13. 基于Nios的串行总线分析仪研制,TP274
  14. 基于FPGA-RocketIO_X的PMC高速数据传输板开发,TP274.2
  15. PXI高性能数字I/O模块研制,TP274
  16. LXI计数器研制,TP274
  17. 基于FPGA的高速实时数据采集系统,TP274.2
  18. 基于Nios Ⅱ的GPS信息接收系统设计,TN967.1
  19. 温压炸药爆炸温度场存储测试技术研究,TQ560.7
  20. 掺铒光纤放大器中泵浦激光器驱动源的研究应用,TN248
  21. FPGA系统远程安全升级的设计与实现,TP309

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
© 2012 www.xueweilunwen.com