PXI模拟信号输入/输出模块

摘要

近年来，仪器与自动测试技术的发展十分迅速，基于 PXI/CompactPCI、VXI等仪表总线的模块式自动测试系统已广泛应用于实验室研究、测试和测量以及工业自动化领域中。在自动测试仪表中，模拟信号输入/输出模块作为自然界与数字世界的纽带，占据着举足轻重的地位。
　　本文设计的基于PXI的模拟信号输入/输出模块，包含两路并行的模拟量输入和8路模拟量输出。该模块对于输入的模拟量可进行高达200MSPS采样率的高速采集，每个通道32MB的存储深度，用DDR2 SDRAM内存条实现大量数据的存储，通过PXI接口将采集的数据上传给上位机；模块还提供更新率为100kHz的8路模拟量输出通道，用PXI接口接收上位机传输来的任意波形数据，存储于DDR2 SDRAM中，利用直接数字频率合成的原理，实现8路任意波形输出，可以为电子设备和系统提供多个通道的信号源；同时，在 FPGA中实现逻辑电路的设计，根据上位机通过 PXI接口发送过来的命令，控制整个模块的工作以及各单元电路之间的数据传输。
　　本文阐述了PXI模拟信号输入/输出模块的硬件设计，包括模拟信号输入通道设计、模拟信号输出通道设计、数据存储电路设计、PXI接口电路设计及FPGA逻辑设计等，其中着重阐述了 FPGA逻辑电路的设计。FPGA逻辑设计主要包括了PCI9054本地接口逻辑的实现、DDR2 SDRAM控制器实现、A/D采集数据的接收和存储、以及直接数字频率合成系统的数字部分的实现。最后给出了调试和验证的结果，证明了系统设计方案的可行性。

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第一章 引言

1.1 课题研究的意义与发展现状

1.2 课题任务

1.3 本文的结构安排

第二章 PXI模拟信号输入/输出模块的总体设计

2.1 整体框架构思

2.2 单元电路设计方案

2.3 逻辑控制设计方案

第三章 PXI模拟信号输入/输出模块的硬件设计

3.1 PXI接口电路设计

3.2 时钟电路的设计

3.3 模拟信号输入通道设计

3.4 模拟信号输出通道设计

3.5 数据存储电路设计

3.6 印制板的绘制

第四章 PXI模拟信号输入/输出模块的逻辑设计

4.1PCI 9054本地总线接口

4.2 A/D采集控制逻辑

4.3DDR2 SDRAM Controller IP的局部接口设计

4.4 模拟信号输出逻辑设计

第五章PXI模拟信号输入/输出模块的调试与验证

5.1系统调试

5.2功能验证

第六章 结论

致谢

参考文献

攻硕期间的研究成果

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