基于FPGA的高速数据采编控制器的设计与实现

目录

声明

1 绪论

1.1 课题研究背景及目的和意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 本文的研究内容及安排

2 总体方案设计

2.1 系统组成及主要功能

2.2 方案设计

2.2.1 模拟量采集卡

2.2.2 数字量卡

2.2.3 主控卡

2.2.4 电源卡

2.2.5 采编控制器的工作流程

2.3 本章小结

3 硬件电路设计与分析

3.1 模拟量采集电路设计

3.1.1 模拟信号调理电路设计

3.1.2 模拟开关选型

3.1.3 模数转换器及其驱动电路设计

3.2 数字量电路设计

3.2.1 指令接收及状态发送

3.2.2 PCM数据接口电路设计

3.2.3 LVDS数据接口电路设计

3.3 电源模块设计

3.3.1 开关电源模块设计

3.3.2 LDO电源模块设计

3.4 本章小结

4 FPGA内部逻辑设计及关键技术研究

4.1 模拟量采集控制逻辑设计

4.2 数字量收发逻辑设计

4.2.1 消抖滤波设计

4.2.2 指令及状态的逻辑设计

4.2.3 PCM数据接收的逻辑设计

4.3 多种数据混合编帧设计

4.3.1 多种数据混合编帧总体方案设计

4.3.2 数据缓存方式的选用

4.3.3 数据包格式的确定

4.3.4 混合编帧模块处理流程

4.3.5 FIFO大小的设置

4.4 LVDS数据传输的高可靠性优化设计

4.4.1 产生误码的类型与解决误码的方式

4.4.2 8B/10B编码的应用

4.4.3 CRC冗余校验码的应用

4.4.4 反馈纠错法的实现及应用

4.5 本章小结

5 设备性能测试与验证

5.1 测试平台的组成与搭建

5.2 模拟量采集精度的测试

5.3 数据混合编帧与长线传输的可靠性验证

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 设计研究总结

6.2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢