PCI-E数字化仪研制

作     者：黄玮 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姜守达

授予年度：2008年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：数字化仪 PCI-E总线 高速采集 数字信号处理 

摘      要：数字化仪是一种能够采集模拟信号,并对采集后的信号进行分析与处理的仪器,在各领域中有着广泛的应用。PCI Express总线是一种新型的低成本串行互连总线技术,它能提供高带宽和高可靠性的数据传输。目前市面上还没有PCI-E总线的数字化仪产品,因此研制PCI-E数字化仪具有重要的实际意义。 本设计在硬件上利用PLX公司的PEX8311设计了PCI-E接口电路,选用高速数模转换芯片AD9430及DDRII动态RAM设计了高速采集与高速大容量数据缓存电路,设计了具有程控能力的模拟通道。为了提高了数字化仪的集成度和可靠性,利用单片FPGA作为板上控制核心实现了数据采集控制、多通道数据缓存管理以及与PCI-E接口的通讯,利用IP核设计了DDRII动态RAM控制器。 用DDK开发了驱动程序,实现了计算机对数字化仪板卡控制和高效数据读取。以Visual ***为平台,开发了具有FFT分析、功率谱分析、动态数据波形显示及文件存储能力的应用软件。采用多线程技术,实现了应用程序的快速响应和高效运行。 实际测试及运行结果表明,本设计原理分析正确,研制的数字化仪具有4个独立并行的采集通道,最高采样率可达100MS/s,支持FFT、功率谱分析及波形显示等功能,工作稳定可靠,各项功能与指标基本满足设计要求。