基于TS201多通道采集平台电路设计

摘要

随着水声通信技术的发展，为了获得高效的信号发射与接收探测能力，大规模的水听器，换能器阵列应运而生，因此，对数据采集系统的要求也越来越高，不仅仅是通道数量的增加，同时对分辨率、采样率、数据的接口能力都有了更高的要求。本文设计了一款基于TS201多通道采集平台，采用24位分辨率的AD7764和PCM1794A，实现了16通道模拟采集和16通道数模转换。
　　论文首先根据技术要求对技术方案进行了分析和设计，作为后续具体设计的总体思路，并对课题使用的主要器件和CPCI总线技术进行了介绍。本课题处理器采用同时具有超强处理能和超高数据接口能力的TS201信号处理器，而主机通过CPCI总线可以加载TS201代码和对系统进行监控。
　　在方案确定之后，对系统硬件电路设计做了详细的说明和分析，对重要的电路部分和设计时需要特别注意的地方做了重点叙述，主要包括DSP、CPCI总线接口、ADC、DAC、系统时钟和电源等部分，进行设计时必须对所使用的器件和协议有较深的理解，这是硬件电路设计的基础。
　　硬件电路设计完成之后需要进行FPGA逻辑设计和系统调试。首先根据FPGA的功能要求设计了顶层逻辑模块图，然后对每个逻辑模块的设计做了详细的描述，其中重点介绍了主机访问TS201的总线接口设计和DSP访问FPGA的接口设计，并且给出了实际访问时的总线时序图。最后进行了系统调试，验证了系统设计的正确性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究情况

1.3 论文章节安排

第2章 方案设计

2.1 工作原理

2.2 主要芯片选型设计

2.3 CPCI总线技术及PCI9656芯片介绍

2.4 本章小结

第3章 硬件电路设计

3.1 TS201相关电路设计

3.2 PCI9656电路设计

3.3 ADC采集模块电路设计

3.4 DAC数模转换电路设计

3.5 系统时钟电路设计

3.6 FPGA硬件电路设计

3.7 电源电路设计

3.8 本章小结

第4章 FPGA逻辑设计实现

4.1 FPGA内部逻辑模块介绍

4.2 CPCI总线到TS201逻辑接口实现

4.3 TS201读写FPGA逻辑接口设计

4.4 FPGA其它逻辑模块介绍

4.5 本章小结

第5章 系统调试及性能测试

5.1 CPCI总线调试

5.2 DSP相关外设调试

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的科研成果

致谢

个人简历

附录 数据采集平台PCB和实物图