多波束条带测深仪相控信号源及基于PCI总线的接口技术研究

摘要

多波束条带测深仪是一种高效率、高精度、高分辨率的海底地形测量设备,特别适合大面积的扫海测量作业.现代的科学发展与技术进步为多波束条带测深技术提出了更高的要求,系统的小型化研究是当前该领域的主要发展方向.本文在我国第一台多波束条带测深仪——H/HCS-017型多波束条带测深仪的技术基础上,进行小型化产品的研究与开发.主要的研究内容是:开发为多波束条带测深仪配备的调机专用12路相控信号源,以及基于PCI总线的小型化多波束条带测深仪接口的技术实现.论文中采用了目前流行的大规模可编程逻辑器件FPGA与硬件描述语言VHDL进行12路相控信号源和小型化多波束条带测深仪接口的逻辑设计,并通过专用芯片PLX PCI9052实现基于PCI总线的接口技术设计,从而使信号源和接口具有模块化、高数据传输速度和控制灵活的特点.本文完成了12路相控信号源的设计以及基于PCI总线的接口硬件设计,为接口提出了可行的技术方案并利用DriverWorks平台创建了基于Windows2000的WDM驱动程序框架,为小型化多波束条带测深仪的进一步完善提供了良好的基础和有利的条件.

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2小型化的意义

1.3国内外发展现状

1.3.1多波束条带测深技术的发展

1.3.2小型化条带测深仪产品的发展

1.4论文的主要研究内容

第2章条带测深仪系统组成及工作原理

2.1条带测深仪测深原理

2.2 H/HCS-017型条带测深仪的系统组成

2.3 H/HCS-017型条带测深仪工作原理

2.3.1声基阵的“V”形结构

2.3.2米尔斯交叉阵工作原理

2.3.3实时处理分系统工作原理

2.3.4测深与定位原理

2.3.5后置数据处理与拼图分系统工作原理

2.4本章小结

第3章信号源设计

3.1信号源功能

3.2设计思想

3.3硬件结构和工作原理

3.3.1硬件结构设计

3.3.2信号的生成

3.4测试及仿真试验

3.5本章小结

第4章接口的设计与技术实现

4.1接口的功能及设计思想

4.2 PCI总线及其开发

4.2.1 PCI总线简介

4.2.2 PCI总线的开发

4.3 PCI9052的结构和原理

4.3.1 PCI9052简介

4.3.2初始化与复位

4.3.3 PCI9052的配置寄存器

4.4基于PCI总线的接口设计

4.4.1接口的工作原理

4.4.2接口控制命令的产生

4.4.3基于PCI9052的接口操作

4.4.4中断控制

4.4.5工作流程

4.5本章小结

第5章Windows2000 PCI设备驱动程序开发

5.1概述

5.2 Windows2000设备驱动程序的类型

5.3 WDM驱动程序模型

5.3.1 I/O请求处理

5.3.2 WDM设备对象和驱动程序的层次结构

5.4 IRP处理

5.5即插即用(PnP)

5.6中断处理

5.7设备驱动程序设计

5.7.1驱动程序框架

5.7.2驱动程序入口

5.7.3 PnP例程

5.7.4功能实现方案

5.8驱动程序开发心得

5.9本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录A：信号源PCB图

附录B：接口卡PCB图