基于DSP+ARM构架的DSO处理系统硬件设计

摘要

随着数字示波器的不断发展，数字示波器的各项性能也在不断的提高。由于发展起步晚，技术积累不足等原因，国内的数字示波器产品还主要处在中低端领域。在国内的中低端数字示波器产品中一般采用DSP或者ARM作为处理器，随着数字示波器的采样率和带宽的不断提高，处理器需要处理的数据量也越来越大，同时为了拓展数字示波器的对外交互能力，数字示波器上需要实现的各种对外接口功能也越来越多。因此本文以DSP+ARM为构架对数字示波器的处理系统进行硬件设计，在提高数字示波器的数据处理能力的同时拓展数字示波器上对外接口功能。
　　本文是在研发一款具有最高4GSPS采样率，最大500MHz带宽等性能指标的数字示波器产品基础上对其处理系统硬件设计进行研究。处理系统除了要完成对前端模拟通道，采集系统的控制，还要控制数字示波器的正常显示以及实现各种对外接口的功能。本文的主要研究内容如下：
　　1.从数字示波器的总体出发，根据处理系统需要实现的具体功能确定处理系统总体方案设计，并对处理系统上关键的器件和芯片进行选型；
　　2.在确定处理系统的总体方案设计后，根据处理系统中DSP模块，ARM模块和FPGA模块需要实现的功能，进行相应的硬件设计；
　　3.本文对处理系统中DSP模块和ARM模块主要研究接口功能的硬件设计，DSP模块中包括前端USB接口功能和后端USB DEVICE功能硬件设计，ARM模块中包括以太网接口功能，后端USB HOST功能和ARM相关的其他硬件功能硬件设计，而FPGA模块中主要对LCD的显示，VGA接口功能和DSP与ARM通信进行分析与设计，重点分析与介绍DSP与ARM通信过程；
　　4.根据处理系统的硬件总体方案设计，为处理系统设计相应的供电方案，保证处理系统稳定正常工作；
　　5.本文最后给出了在硬件设计完成后的硬件和功能调试方法，并对相应的功能进行验证确保达到设计要求。

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第一章 绪论

1.1本文研究背景和意义

1.2国内外发展现状

1.3本文的主要贡献与创新

1.4本文主要设计任务和论文结构

第二章 总体方案设计

2.1数字示波器的总体方案设计

2.2处理系统的总体方案设计

2.3处理系统关键器件的选型

2.4本章小结

第三章 处理系统接口硬件设计

3.1处理系统DSP模块的接口硬件设计

3.2处理系统ARM模块的接口硬件设计

3.3本章小结

第四章 处理系统FPGA模块硬件设计

4.1 LCD的显示控制设计

4.2 VGA接口硬件设计

4.3 DSP与ARM通信设计

4.4本章小结

第五章 处理系统电源供电方案设计

5.1处理系统供电需求

5.2处理系统供电方案设计

5.3处理系统上电控制设计

5.4本章小结

第六章 处理系统调试与功能验证

6.1处理系统主要硬件电路调试

6.2处理系统功能验证

6.3本章小结

第七章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献

附录

个人所获奖励与研究成果