变参差工作雷达数据采集系统

摘要

数据采集系统是信号与信息处理系统中不可缺少的重要组成部分。随着现代雷达技术的不断发展，对数据采集系统性能的要求也越来越高。为了给雷达数据处理提供更加精细的数据，高速、大容量的雷达数据采集系统是现代雷达需要解决的迫切问题。针对多数雷达扫描方式为圆周扫描，并且在圆周内扫描方式不同的情况，本文提出了基于PCI总线的变参差工作雷达数据采集系统的方案。 该方案的目标是要将模拟雷达视频信号在变参差工作模式下，经过采样，由PCI总线传输到主机内存中，并保存为雷达数据文件，以备后续信号处理用。变参差工作模式的设计是该系统核心之处。本文在介绍总体设计方案后，将从硬件和软件两部分进行具体的介绍。 硬件系统提供一路20MHz最高采样频率、8位采样精度的数据采集通道，在FPGA逻辑控制下，系统可以对16种参差工作模式的雷达信号进行预置采样。采样数据经过SDRAM缓存后，通过PCI总线传输到计算机内存并存盘显示。文中详细介绍了PCI总线协议以及专用接口芯片PCI9054的应用。FPGA作为控制核心，其逻辑程序设计也是本文重点介绍的对象。 软件系统用于操作硬件、设定可变参差工作模式和存盘显示。本文以PLX SDK为开发工具，详细介绍了驱动程序和应用程序的开发。 实验证明，数据采集速率满足设计要求，数据传输速率最高达到100Mbyte/s以上，可供后续雷达信号实时处理，具有一定的实用参考意义。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章引言

1.1研究背景与意义

1.2研究现状

1.3论文主要研究工作

1.4本人的工作

第二章PCI总线及其接口的实现

2.1引言

2.2 PCI总线简介

2.2.1 PCI总线的系统结构和特点

2.2.2 PCI总线的信号组及其操作

2.2.3 PCI的配置空间

2.2.4 PCI总线的电气特性

2.3 PCI总线接口的实现

2.4小结

第三章系统设计方案和指标

3.1引言

3.2系统性能指标分析

3.3系统总体方案设计

3.3.1系统硬件方案

3.3.2系统软件方案

3.4变参差设计

3.4.1变参差概念

3.4.2变参差输入

3.4.3具有变参差格式的雷达数据文件

3.5小结

第四章雷达数据采集系统的硬件开发

4.1引言

4.2数据采样模块

4.2.1模/数(A/D)转换电路

4.2.2信号调理电路

4.3缓存模块

4.3.1 SDRAM简介

4.3.2初始化操作

4.3.3 SDRAM的基本读写操作

4.4 PCI接口模块

4.4.1 PCI9054简介

4.4.2 PCI9054的工作模式分析

4.4.3 PCI9054的内部寄存器

4.4.4地址映射

4.4.5 PCI9054传输操作及时序分析

4.4.6 PCI9054的上电配置

4.5逻辑控制模块

4.5.1简介

4.5.2 FPGA对数据采集卡的逻辑控制设计

4.6小结

第五章雷达数据采集系统的软件开发

5.1引言

5.2驱动开发工具的选择

5.3基于PLX SDK的程序开发

5.3.1驱动程序的开发

5.3.2应用程序的开发

5.3.3利用PLX SDK和WinDriver开发程序的性能比较

5.4实验结果

5.5小结

结束语

致谢

参考文献

附录

攻硕期间的研究成果