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便携式四通道数据采集仪的设计

便携式四通道数据采集仪的设计

作者：张忠奎哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

海洋环境噪声是海洋开发中的一种重要干扰背景场，海洋环境噪声的研究和应用已经得到人们的广泛关注。海洋环境噪声的深入研究对中国未来的海洋资源开发以及声纳设备的设计、研制有着深远的指导意义。本文主要研究内容是基于OMAP-L138... 详细信息

海洋环境噪声是海洋开发中的一种重要干扰背景场，海洋环境噪声的研究和应用已经得到人们的广泛关注。海洋环境噪声的深入研究对中国未来的海洋资源开发以及声纳设备的设计、研制有着深远的指导意义。本文主要研究内容是基于OMAP-L138双核处理器构建的便携式四通道海洋环境噪声数据采集系统，包括系统方案的选择、系统硬件电路设计、DSP端软件程序的开发、嵌入式系统驱动程序和应用程序的开发等。此系统作为辅助设备被应用在海洋环境噪声的测量中，可以实现对海洋环境噪声的原始记录。本论文完成了便携式四通道数据采集系统的硬件电路和软件的设计工作，具体内容是：硬件方面：设计实现了基于OMAP-L138的四通道数据采集系统的硬件结构，包括供电电路、前端的模数转换电路、CPLD电路和OMAP-L138外围接口电路。在模数转换电路中，采用4片ADS8422芯片并行同步采集。CPLD电路实现4片ADS8422芯片对OMAP-L138EMIFA接口的地址空间映射。软件方面：设计了DSP数据采集程序，实现了对ADS8422芯片采样时序的控制和对采集数据进行缓存的功能。设计了基于嵌入式Linux系统的数据存储程序，实现了上位机与DSP的通信、通过SATA接口存储数据到SATA固态硬盘的功能。最后本论文对设计实现的便携式四通道数据采集系统性能和软件功能进行了测试，系统完成了预期设计指标的要求。并对论文完成的工作进行了总结，也对本系统提出了一些改进措施，为基于矢量水听器的海洋环境噪声采集系统进一步的研究做好了准备。

关键词： OMAP-L138 嵌入式系统硬盘存储 DSP ARM CPLD

基于CAMERA LINK接口的高速数据传输与存储系统

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基于CAMERA LINK接口的高速数据传输与存储系统

作者：朱浩然哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着高速工业相机的应用越来越广泛,相机的分辨率和帧率也显著提升,由此带来的数据量的激增使得对高速相机和图像采集卡之间的图像数据传输速率以及海量数据的实时存储的要求越来越迫切。因此,研究基于Camera Link接口的高速图像数据传... 详细信息

随着高速工业相机的应用越来越广泛,相机的分辨率和帧率也显著提升,由此带来的数据量的激增使得对高速相机和图像采集卡之间的图像数据传输速率以及海量数据的实时存储的要求越来越迫切。因此,研究基于Camera Link接口的高速图像数据传输与存储系统具有重要的意义。Camera Link接口因为其传输速度高,传输距离长,成本低等优点成为了目前高速相机采用的最主要的接口标准之一,它的出现使得相机图像数据输出和采集卡数据采集之间的速度得到匹配。本论文的选题正是基于Camera Link接口设计一套高速图像数据传输与存储系统。本文首先详细说明了Camera Link接口的传输协议内容,该接口可以高速传输数据的原理以及在Camera Link接口标准中起基础性作用的低压差分信号(LVDS)技术的基本原理。与其他几种常用相机接口进行对比,说明了Camera Link接口的技术优点和实用性。同时还对Camera Link接口的长线传输应用中的误码率问题进行了研究并提出了测试方法。然后,以FPGA作为主控制芯片,设计了基于Camera Link接口的高速图像数据传输与存储系统的硬件逻辑程序,主要包括相机控制模块、数据接收模块、缓存控制模块以及硬盘控制模块的详细逻辑设计,同时通过仿真验证了逻辑的正确性。最后,根据设计的硬件逻辑完成对该系统的硬件电路设计,包括Camera Link接口电路、缓存电路、串口通信电路以及FPGA配置电路等。还有各部分器件的选择及详细参数。为工程实现打下基础。

关键词：数据传输硬盘存储 Camera Link接口 FPGA

Fe（002）织构的形成机理及其在磁记录中的应用

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Fe（002）织构的形成机理及其在磁记录中的应用

作者：何世海复旦大学

学位级别：硕士

信息时代的出现和发展以信息膨胀和信息传播为特征,而这些都建立在信息存储的基础之上。磁存储作为当前主要的数据存储方式受到人们的广泛关注。同时,为了满足人们日益膨胀的存储量需求,也为了保持硬盘产业在数据存储领域的霸主地位,磁... 详细信息

信息时代的出现和发展以信息膨胀和信息传播为特征,而这些都建立在信息存储的基础之上。磁存储作为当前主要的数据存储方式受到人们的广泛关注。同时,为了满足人们日益膨胀的存储量需求,也为了保持硬盘产业在数据存储领域的霸主地位,磁记录研究人员一直致力于硬盘存储密度的提高,其记录密度也在产业界和研究人员的共同努力下不断达到新的高度。时至今日,商业化硬盘存储密度已从1956年的5 Kbit/in增加到250 Gbit/in,单个记录位的尺寸已达到了纳米量级的尺度。在此情况下,超顺磁效应成为当前限制记录密度提高的主要因素。为了克服热扰动的影响,采用高Ku的材料作为记录介质成为必然趋势。但由此也引发了难写入的问题。针对这一系列问题,人们提出了热辅助磁记录、构型记录位介质以及交换耦合复合介质等解决方案。而交换耦合复合介质被认为是下一代垂直磁记录所要采用的最现实的方案。但是至今还没有一个让人们满意的制备此类介质的工艺,还有待进一步的研究。本文即从工艺的角度出发,试图寻找一种可行的方案把FePt应用在磁记录介质中,同时也能实现交换耦合介质的制备。在本文中,我们创新地提出用FePt/Fe双层结构作为雏形来制备交换耦合复合介质,FePt和Fe分别作为交换介质的硬磁和软磁部分。这样我们就充分利用了FePt高Ku的优点,以达到超越现行磁记录密度的目的,同时也通过它与Fe的交换耦合解决难写入的问题。论文工作的第一部分介绍了Fe（002）织构薄膜的制备,并讨论了成膜机理。为了寻求工业可以接受的制备条件,我们系统地改变溅射参数以及后续退火的条件,讨论了各个参数对薄膜织构的影响,最终给出形成Fe（002）结构所需的合适的条件。论文第二部分实现了在Fe（002）织构的基础上外延FePt（001）结构。这是把FePt应用于垂直磁记录所必需的。Fe层既起到了与FePt形成耦合的作用,有帮助实现了FePt的垂直取向。我们讨论了Fe和FePt之间的外延生长关系,并通过改变Fe的厚度研究了FePt/Fe双层结构的交换弹性耦合。最后讨论了制备基于FePt/Fe双层结构的交换耦合复合介质的可行性,及其优点。

关键词：磁记录 Fe 记录密度记录介质硬盘存储超顺磁效应交换耦合存储密度数据存储薄膜技术

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电力系统遥视技术的方案设计与实现

电力系统遥视技术的方案设计与实现

作者：原泉哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

电力遥视系统是电力自动化技术发展的产物,是为保证厂站在无人值班的情况能安全生产而出现的。该系统综合利用了视频技术,计算机技术,通信技术和网络技术,可以将在发电厂和变电站内采集到的视频图像远距离传输到调度中心,使主站的管理... 详细信息

电力遥视系统是电力自动化技术发展的产物,是为保证厂站在无人值班的情况能安全生产而出现的。该系统综合利用了视频技术,计算机技术,通信技术和网络技术,可以将在发电厂和变电站内采集到的视频图像远距离传输到调度中心,使主站的管理人员可以方便地查看远方电力设备的运行情况,大幅提高了电力系统自动化水平和管理质量。本论文根据遥视系统的技术要求,提出具体的设计方案,同时实现了一个可用于远程监控的视频采集终端,为实现遥视系统做出一些探索性的工作。主要完成的工作如下:首先根据电力用户的实际需求,提出了系统应具有的技术指标。按照视频采集终端、网络传输和后台软件的顺序给出了整个遥视系统的设计。通过分析对比,确定了采集终端硬件的设计方案。同时,针对电力系统通信网络带宽过窄的特殊情况,在参照现有技术的基础上,提出遥视系统分级监控的设计方案,为之后的工程设计奠定了理论基础。其次,给出视频采集终端的硬件设计,设计中采用TI公司的高性能处理芯片TMS320DM642作为系统的主控制器,实现大流量视频数据的采集、传输与回放。硬件设计采用功能模块化的设计方案,包括音视频采集模块、视频回放模块、网络传输模块及电源模块等。第三,给出了整个系统的软件设计。首先,在CCS的软件环境中对BIOS进行编程,并根据所选用的器件编写了板级驱动程序,最后完成主程序的设计,使视频采集终端具备对视频信息进行采集、处理、回放和网络传送的功能。最后,实现了该视频采集系统的硬盘存储功能。在详细掌握IDE接口协议和FAT32文件系统的基础上,给出基于DSP芯片对硬盘进行读写操作的具体软件设计,使系统能够完成按照FAT32的文件格式对硬盘进行读出和写入的操作。

关键词：遥视系统 DM642 视频采集硬盘存储

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SATA接口技术研究及设计

SATA接口技术研究及设计

作者：寇科男哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

SATA（Serial ATA）是目前最新一代的桌面计算机硬盘存储接口技术,具有传输速率高、支持热插拔、纠错能力强等优点,获得了业界的广泛青睐,己逐渐取代并行接口成为计算机硬盘的主流。在海量存储方面,并口硬盘阵列排线有效距离短并且宽度... 详细信息

SATA（Serial ATA）是目前最新一代的桌面计算机硬盘存储接口技术,具有传输速率高、支持热插拔、纠错能力强等优点,获得了业界的广泛青睐,己逐渐取代并行接口成为计算机硬盘的主流。在海量存储方面,并口硬盘阵列排线有效距离短并且宽度宽,结构上连接、布线有一定的不足,而SATA的出现使得这一问题很好地得到了解决。本文首先论述了SATA接口相关技术。介绍了SATA的基本概念、产生发展过程、技术性能和特点,并对SATA的关键性技术——串行通信时钟恢复技术展开了深入研究。其次,本文详细研究分析了SATA协议,阐述了协议的四个子层,并对各层次的作用、功能、工作模式、流程、信号格式,以及相互间的信息传递情况进行了论述。最后,结合SATA协议,采用ALTERA公司40nm FPGA解决SATA存储方案,借助Arria II GX系列FPGA集成的高速收发器实现了数据的串并转换及高速收发,设计了基于SATA接口的数据存储控制器,并完成了相关仿真及结果验证。重点对物理层上电复位过程、链路层CRC校验、加扰模块、链路层状态机转换等过程的实现进行了分析说明。本文所设计的控制器能够实现SATA协议基本功能,可以对数据进行自由的读、写操作。

关键词：数据采集硬盘存储 SATA接口 FPGA

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关于个人视频录像机的研究与实现

关于个人视频录像机的研究与实现

作者：文娟电子科技大学

学位级别：硕士

在电视诞生以后,人们为了摆脱因为节目播放时间和播放模式等等限制带来的束缚,发明了磁带式录像机。但是磁带式录像机仍然存在很多缺陷,比如存储空间有限,无法快捷到达录制节目的任一点开始播放等等。随着数字技术和硬盘技术的发展,基... 详细信息

在电视诞生以后,人们为了摆脱因为节目播放时间和播放模式等等限制带来的束缚,发明了磁带式录像机。但是磁带式录像机仍然存在很多缺陷,比如存储空间有限,无法快捷到达录制节目的任一点开始播放等等。随着数字技术和硬盘技术的发展,基于硬盘的个人视频录像机开始进入人们的视野,它很好的弥补了磁带式录像机的上述缺陷,为人们观赏节目提供了更为便捷和自由的模式,它将逐步取代磁带式录像机成为人们新一代的选择。本文描述了项目背景和实用价值;介绍了包括电视原理、USB总线、ⅡC总线、硬盘存储和MPEG编码在内的一些相关技术;着重阐述了个人视频录像机的系统原理和系统架构;对个人视频录像机进行设计调测。在本项目中,首先确立了整个系统的体系架构和设计目标;然后选取Realtek公司制造的RTD1261为核心芯片,RT1261需要完成整个系统的核心控制和音视频编解码处理;选取日立制造的2.5寸硬盘为存储介质,承载系统的操作系统和应用软件,存储用户录制的节目,辅助完成后退、暂停、快进等时移操作功能;选取单个模拟高频头作为电视节目的接收端,完成射频电视信号到CVBS全电视信号的音视频解码处理;选取支持USB2.0接口的芯片完成USB接口功能;接下来按照既定的设计方案对系统进行功能单板分块设计、贴装和最终的组装,在组装好的个人视频录像机上对控制小系统进行调试和对整个系统功能的调试,使系统能够实现既定的设计目标,完成既定的功能;最后根据国家的相关标准对个人视频录像机进行性能、安规和功能测试,并通过最终测试,达到批量生产标准。本项目的实现极大的丰富了传统电视机的功能,同时随着NAND FLASH等存储芯片制造工艺水平和容量的提升,还可以使用NAND FLASH替代内置硬盘,使该系统成为电视机的内置功能电路,增加人们的消费选择。

关键词： PVR RTD1261 硬盘存储 MPEG编码

基于达芬奇平台的车道偏离预警系统中图像处理模块的研究

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基于达芬奇平台的车道偏离预警系统中图像处理模块的研究

作者：付强长安大学

学位级别：硕士

随着我国经济的高速发展,汽车越来越广泛的普及到我们生活的各个角落,然而交通事故的潜在危机使得我们面临着巨大的紧迫感。避免交通事故发生的措施有很多,除了完善法规,加强管理,提高驾驶员素质之外,通过科技手段,利用汽车电子产品在... 详细信息

随着我国经济的高速发展,汽车越来越广泛的普及到我们生活的各个角落,然而交通事故的潜在危机使得我们面临着巨大的紧迫感。避免交通事故发生的措施有很多,除了完善法规,加强管理,提高驾驶员素质之外,通过科技手段,利用汽车电子产品在汽车上的安装来提高道路交通安全已经成为人们的共识。本文的研究内容涉及车道偏离预警系统,系统在避免因驾驶员注意力不集中而引起的交通事故方面有着良好的作用。经过调研国内外车道偏离预警系统的发展趋势,发现国内车道偏离预警系统的研究远远落后于国外,而且以算法研究居多,相关的系统硬件平台搭建的比较少。本文的研究内容主要是系统整个平台的搭建以及相关图像处理算法在平台上的验证工作。通过比较,采用德州仪器推出的达芬奇实验板做为系统的基础开发平台,然后在此平台的基础之上,搭建设计了整个系统的框架,设计了视频采集模块、视频图像处理模块、视频显示模块。然后对系统的硬件框架和软件框架进行了设计,在硬件平台的基础之上,对软件开发环境的搭建和达芬奇系统的开发流程做了详细的探讨。搭建好系统软硬件平台的基础后,进行了道路视频的实时处理与存储试验,在试验过程中对图像进行了平滑处理和边缘检测处理,将比较经典的算法在平台上进行对比试验,从而确定了在此平台上处理效果较好的滤波算法和边缘检测算法,同时也验证了该平台满足系统性能的要求。最后,对道路图像的实时存储做了深入的研究,设计了硬盘存储模块,实现了道路图像的实时存储,为整个课题的下一步研究打下了坚实的基础。

关键词：图像处理达芬奇平台车道偏离边缘检测硬盘存储

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小尺度矢量阵采集系统硬件设计

小尺度矢量阵采集系统硬件设计

作者：陈忠伟哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

目前矢量水听器信号处理技术的研究已经成为一个热门课题，倍受水声、鱼雷和水雷界的关注。本论文的研究内容为小尺度矢量阵采集系统硬件设计。该系统是针对矢量水听器设计的一套数据采集系统装置，主要功能是获取舰船低于1KHz的辐射噪... 详细信息

目前矢量水听器信号处理技术的研究已经成为一个热门课题，倍受水声、鱼雷和水雷界的关注。本论文的研究内容为小尺度矢量阵采集系统硬件设计。该系统是针对矢量水听器设计的一套数据采集系统装置，主要功能是获取舰船低于1KHz的辐射噪声，并将获取的信息进行采集、存储和处理，通过计算信号频谱等方法来进行目标检测和估计。系统研制的主要目的是利用获取的数据检验各种算法的性能，从而进一步优化算法。因此要求矢量阵采集系统能够提供高质量的水声数据。论文的主要工作为：针对该试验装置的任务和需求进行分析，提出了有水上分机和水下分机两部分组成数据采集系统的试验装置解决方案。本装置共有16路数据采集通道，可以同时接收来自4个矢量水听器的数据，并且可以同时存储在水上分机和水下分机的硬盘中。本装置通过电池供电，采用低噪声、低功耗、宽频带、大动态范围设计，且具有实验过程中通过下传命令灵活改变实验装置参数功能。数据以多模光纤发送。控制部分，以数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)为核心，使系统稳定可靠并为今后的功能扩展提供了方便。

关键词：数据采集硬盘存储矢量水听器 DSP FPGA

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硬盘数据的存储能力与诺贝尔物理奖

中学物理 2008年第4期26卷 59-59页

作者：吴跃星山东省梁山一中

2007年度的诺贝尔物理奖授予法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝尔以表彰他们发现"巨磁电阻"效应(GMR)所做出的贡献.在过去10年里硬盘已经缩小到一张邮票的大小,而存储能力却提高了50倍.从 MP3到数码相机,再到笔记本电脑,... 详细信息

2007年度的诺贝尔物理奖授予法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝尔以表彰他们发现"巨磁电阻"效应(GMR)所做出的贡献.在过去10年里硬盘已经缩小到一张邮票的大小,而存储能力却提高了50倍.从 MP3到数码相机,再到笔记本电脑,它们的存储与我们日常生活密切相关的各种数据的功能大幅度提高,都得益于硬盘技术的突破,而这项技术的发明来源于"巨磁电阻"

关键词：诺贝尔物理奖硬盘数据巨磁电阻硬盘技术笔记本电脑费尔硬盘存储德国科学家巨磁阻效应彼得