基于FPGA和SDRAM半实物仿真系统硬件控制子系统的设计与实现

摘要

针对某型双色红外敏感器，本文分析了整个半实物仿真系统的系统需求，在此基础上研究了光源控制与数据采集硬件控制子系统的性能要求，并设计研制成功，通过项目验收。 本文主要研究了该半实物仿真系统的硬件控制子系统软硬件设计方面的关键技术，设计了基于USB2.0传输与基于串口RS-232传输两套方案。解决了控制系统硬件器件的选型，PCB板的设计以及在软件设计中的几个关键问题，比如FPGA中数据缓存、数据传输可靠性、PWM调制、SDRAM控制等。并且针对控制系统数据传输的可靠性做了相应测试，充分保障了其传输性能。最后讨论了在调试过程遇到的问题，给出半实物仿真系统联调的一些经验与教训。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究背景及其重要意义

1.2国内外发展状况

1.2.1基于FPGA与SDRAM数据传输系统的发展现状

1.2.2半实物仿真系统发展现状

1.3本论文主要工作和内容

1.3.1研究内容

1.3.2论文结构

1.3.3主要特点

第二章 硬件控制子系统结构设计

2.1双波段红外半实物仿真系统的理论基础

2.2仿真系统总体结构设计

2.3硬件控制子系统结构设计

第三章 硬件控制子系统的硬件设计

3.1硬件控制子系统的器件选型

3.1.1 USB控制芯片的选型

3.1.2FPGA芯片的选择

3.2主要元器件介绍

3.2.1 USB控制芯片CY68013简介

3.2.2 FPGA Cyclone EP1C6简介

3.2.3前级宽带放大器AD8138和A/D转换器AD9225简介

3.2.4 D/A转换器DAC7541与宽带运算放大器AD712简介

3.2.5内存SDRAM HY57V561620BT-H简介

3.3 PCB设计注意事项

3.4小结

第四章 硬件控制子系统的软件设计

4.1设计软件Quartus Ⅱ概述

4.2 FPGA与CY7C68013通信模块

4.3数据发送与数据采集模块

4.3.1 Altera的IP核

4.3.2数据发送与数据采集模块的几个重要问题

4.4脉宽调制

4.4.1脉宽调制的优点

4.4.2脉宽调制的实现

4.5 SDRAM控制

4.5.1 SDRAM的基本概念

4.5.2 SDRAM控制器

4.5.3 SDRAM具体操作

4.6数据传输可靠性测试

4.6.1光源控制器传输可靠性测试

4.6.2信号采集器传输可靠性测试

4.7小结

第五章 结论

致谢

参考文献

在读期间研究成果