基于SOPC技术的数字扫描转换器的设计与实现

摘要

飞机座舱显示系统中涉及多种视频信号，驾驶员通过这些信息可以掌控外部世界以及对方飞机的情况，从而做出判断，更好地发挥出人机性能。随着科技不断进步，座舱显示技术经过了仪器仪表时代、电子显示器时代，如今正向综合显示时代发展。
　　随机扫描信号是飞机上的一种重要视频信号，对其的显示和测试是一项重要工作，传统的方法是采用专用的随机扫描信号显示器，或直接采用设备本身配套的机载显示设备来进行显示和测试。但其较昂贵，也不符合自动测试系统的模块化、通用化和标准化的原则。在自动测试系统中，普遍采用的是光栅扫描信号显示器。因此将随机扫描信号转换为光栅扫描信号是十分有必要的。
　　课题组旨在设计与开发一个数字扫描转换器，该转换器可以将随机扫描信号转换为光栅扫描信号，并可以通过常用的总线接口整合到自动测试系统中。课题组在调研前人研究的基础上，结合实际中提出的新要求，进行方案论证，确定了以可编程片上系统（System on Programmable Chip,SOPC）技术为核心的方案。总体来说，将整个开发过程分为两个关键环节，第一个环节的主要任务是完成模块的功能开发，即能够实现两种扫描信号之间的转换；第二个环节的主要任务是开发合适的总线接口，完成模块到自动测试系统的整合。
　　本文主要论述第一个环节的开发任务，在完成模块的系统级设计的基础上，进行电路原理设计和印刷电路板制作，后期调试主要通过常用的串口进行。整个开发过程，利用现代电子设计自动化（Electronic Design Automation,EDA）技术，在短时间内即完成了系统的设计、研制、调试与验收。所研制的系统有可控、可升级、集成度高、显示图像清晰稳定等特点。

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第一章 绪论

1.1 课题来源及意义

1.2 国内外研究情况

1.3 本文主要工作

1.4 本论文的内容安排

第二章 数字扫描转换原理与方案设计

2.1 扫描转换原理概述

2.2 测量仪器总线概述

2.3 方案论证

2.4 本章小结

第三章 主要模块的电路原理设计

3.1 偏转信号采样电路

3.2 FPGA相关电路设计

3.3 视频D/A模块设计

3.4 通信接口电路的设计

3.5 本章小结

第四章 基于SOPC技术的数字电路设计与实现

4.1构建Nios II处理器系统

4.2 随机扫描信号的存储

4.3 显示存储器的设计与实现

4.4 光栅扫描信号的显示

4.5 本章小结

第五章 系统级测试

5.1 总体实现

5.2 测试结果

5.3 本章小结

第六章 结论

6.1 本文总结

6.2 下一步工作

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果