基于UDP/IP协议的通用型分布式测试节点设计

摘要

在一些特殊的参数测试测量的应用场合中，比如武器系统测试、恶劣环境下气温、湿度等气象数据测试，传统的单点式测试方法已经无法满足测试要求。而分布式测试系统在其多节点、网络化测试特点的基础上，已然成为现代化测试测量任务最热门的发展方向。本文以适用于多任务测试的通用型分布式测试为背景，研究并设计了一种基于UDP/IP协议且能够完成一定测试信号范围内的多通道、通用型、快速存储与回传的分布式测试节点。
　　论文首先对分布式测试系统的工作原理进行了深入的研究，从分布式测试节点的组网模式、高速数据回传、大容量数据存储等方面做了必要的研究，在此理论研究的基础上，提出了一种通用型，高速数据采集、存储和回传的分布式测试设计思路：在“通用型”特点的设计中，完成了对一定范围内电压信号、电流信号采集；在数据存储设计中，采用了基于NAND FLASH的大容量存储阵列的设计方法；在数据高速回传的设计中，采用了基于UDP/IP协议的有线高速数据回传接口的设计。另外，测试节点还针对测试需要设计负延迟自适应触发，能够完成对测试环境参数自适应、自触发。
　　设计采用了FPGA作为硬件开发平台，最高能够达到单通道1Msps的信号采集，存储速率约为15MB/S，数据回传速率41Mb/S。通过实验证实测试节点可以完成高速信号采集并完成数据的回传。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2国内外研究现状与发展方向

1.3 论文研究内容与章节安排

第二章 基于UDP/IP的分布式测试基本理论

2.1 分布式测试系统基本概念

2.2测试节点数据传输协议以及实现方法

2.3 基于NAND FLASH大容量存储阵列技术

2.4 测试节点的触发技术

2.5 本章小结

第三章 基于UDP/IP协议通用型分布式测试节点总体方案

3.1 测试节点的总体结构

3.2 测试节点性能指标与选型

3.3 测试节点设计方案介绍

3.4 测试节点设计重点和难点

3.5 本章小结

第四章 测试节点的硬件设计与实现

4.1信号调理电路设计

4.2 A/D模块MAX1308外围硬件电路设计

4.3 NAND FLASH 存储阵列硬件电路设计

4.4 数据回传接口外围电路设计

4.5 电源模块电路图

4.6 时钟模块电路

4.7 本章小结

第五章 测试节点的软件设计与实现

5.1 测试节点NIOS II嵌入式系统内部功能设计

5.2 测试节点软件功能总体设计

5.3 MAX1308模数转换控制逻辑

5.4 基于AVALON-MM总线的DMA控制设计

5.5 测试节点触发模块设计

5.6 测试节点高速数据回传接口设计

5.7 本章小结

第六章 实验结果分析与总结

6.1 模拟信号采集测试实验介绍

6.2 实验结果分析

总结与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢

附录1 分布式测试节点PCB原理图

附录2 分布式测试节点实验板实物图