弹载图像记录器及单元测试装置的研制

摘要

针对某型号导弹测量系统的研制要求,本文研究并设计了一种弹载图像记录器及其配套使用的单元测试装置,以实现对两路数字图像的采集、存储和回传等功能,并完成整个系统的闭环测试。在分析了国内外数据记录器研究现状的基础上,根据系统的设计原则,分别阐述了图像记录器和单元测试装置总体设计的方案。
　　文章以图像记录器的设计为主线,采用模块化设计方法,从硬件设计和软件设计两个方面展开论述。图像记录器主要由供电模块、存储单元和主控板卡构成,以NAND FLASH为存储介质,以FPGA为核心控制器,以LVDS为数据采集、回传和读取的接口。通过查阅主要器件的手册资料,从物理层面进行分析,并根据技术指标对各模块功能电路做出设计和验证。FPGA逻辑时序采用自顶向下的设计思想,以图像采集、缓存、记录、回传和长线读取为主要功能模块。重点分析了NAND FLASH的访问流程,对存储模块的工作模式做出了合理的选择,并依据图像帧结构特点确定了存储空间的访问顺序。
　　单元测试装置是与图像记录器配套使用的测试设备,主要作为等效系统模拟试验时产生的指令和图像信号源,并接收回传的数据。它的另一重要作用是配合记录器完成闭环测试。单元测试装置与图像记录器的许多硬件电路和逻辑时序电路高度相似,因此仅仅介绍了该设备所独具的硬件和软件设计,主要包括了USB通信接口的硬件电路设计、固件设计与通信协议,FPGA逻辑时序主要介绍了图像信号源的产生机理等。
　　文章结尾给出了系统在软硬件调试时的具体方法和步骤;针对图像记录器应用环境为弹载测量系统,提出了可靠性设计方案和试验验证方法;测试与数据分析结果表明,本系统满足任务要求,性能稳定、可靠。

目录

中文摘要

英文摘要

目录

1绪论

1.1研究背景、目的和意义

1.2国内外固态存储器的研究现状

1.3研究内容与论文结构安排

1.4本章小结

2总体设计方案

2.1总体概述

2.2设计原则

2.3技术指标及要求

2.4系统方案设计

2.5本章小结

3图像记录器设计

3.1供电模块设计

3.2存储单元设计

3.3主控板卡设计

3.4 FPGA逻辑设计

3.5本章小结

4单元测试装置设计

4.1硬件电路设计

4.2 USB固件及通信协议

4.3 FPGA逻辑设计

4.4本章小结

5系统测试与可靠性设计

5.1系统软硬件调试

5.2可靠性设计

5.3测试结果

5.4本章小结

6总结与展望

6.1研制总结

6.2工作展望

附录

参考文献