基于DSP+FPGA结构的高速数据采集模块

基于DSP+FPGA结构的高速数据采集模块

一、基于DSP+FPGA结构的高速数据采集模块(论文文献综述)

郝光耀[1](2021)在《基于CPCI总线的扫描AD模块研制》文中提出数据采集卡作为测试测量设备的一种重要仪器,在航空航天、工业控制等领域中得到了广泛应用。当前国内市场上的数据采集产品所用的集成电路芯片长期依赖国外供应商,而且大部分受制于美国公司。随着中美贸易战的不断升级,关键芯片被“卡脖子”的风险越来越高,因此研制一款基于国产芯片的数据采集卡愈发重要。本论文旨在研制一款基于CPCI总线的国产化扫描AD模块。该模块具有32路差分通道,采样分辨率为16位,单通道最高采样率为100k Hz。本文主要研究内容包括以下几个部分。1.提出了所用集成电路芯片100%国产化的硬件电路实现方案。确定了以SDA7656模数转换芯片作为数据采集核心、以“DSP+FPGA”的方式作为硬件主控处理核心、以DDR2作为数据存储器、以CPCI总线作为与上位机通讯的方式,实现了扫描AD模块的硬件电路设计。2.提出了基于IP核技术的FPGA逻辑实现方案。整体逻辑包括采样控制逻辑、CPCI总线接口逻辑、DDR2接口逻辑。采样控制逻辑实现了通道的选择、采样率的控制、量程的调整以及对AD芯片的控制。CPCI总线接口逻辑是在PCI IP核的基础上设计了CPCI总线控制器,控制器主要包括PCI IP核控制信号的初始化以及对IP核内部数据的读写。DDR2接口逻辑同样采用IP核实现了对DDR2存储器的控制。3.设计了模块软件程序。软件设计包括DSP软件程序和符合VPP标准的上位机仪器驱动程序。DSP程序主要是根据上位机的命令来控制各个硬件模块。仪器驱动程序主要是根据指标要求以及用户需求完成相应的功能,主要包括采样的配置、采样数据的读取、存储等功能。在完成了对模块的硬件电路、FPGA逻辑、软件程序的设计后,搭建模块测试平台,对模块的各项功能、性能指标进行了测试。测试结果表明该模块完全满足精度、采样率、存储深度等关键技术指标要求,同时该扫描AD模块完全实现了所用集成电路芯片的100%国产化。

滕宇超[2](2021)在《基于中子辐射的火箭固体推进剂料位计技术研究》文中进行了进一步梳理随着航空航天与武器装备的不断发展,固体推进剂作为一种高效能燃料被广泛应用于火箭、导弹以及飞行器等方面。为了保证燃烧效率和安全性能,燃料仓中的推进剂必须被限制在一定的范围内,需要提前对固体推进剂进行成型浇注,在浇注过程中对固体推进剂的浇注料位面进行精确监测。针对料位高精度测量的实际问题,提出了一种基于双准直中子辐射探测法的固体推进剂料位监测方案,能够有效提高料位测量精度以及料位准确度。本文引入中子与物质之间的相互作用原理,采用双准直辐射测量方法,使用MCNP模拟软件构建火箭固体推进剂浇注仓模型,对料位测量进行模拟标定与优化。设计火箭固体推进剂数字化协同控制料位监测系统,硬件部分主要有:脉冲中子辐射数据采集模块与处理模块,采集模块主要包括BGO探测器、光电倍增管、信号预处理与放大电路,处理模块主要由以AD9226为核心的A/D转换电路和以FPGA+DSP为核心的主控电路组成。软件部分涉及A/D采样时序控制、脉冲信号数据存储以及显示等功能,并引入扩展Kalman滤波算法,在估计中子辐射脉冲预测值的同时,判断系统本身的参数值是否发生变化,对非线性中子辐射脉冲信号进行估计和修正,使其自动改进滤波设计、缩小滤波的实际误差,优化校正产生偏差的中子脉冲数据。采用Matlab-simulink工具对扩展Kalman滤波算法进行建模。模拟实验与测试结果表明,双准直辐射探测法的中子料位计可以满足于火箭固体推进剂燃料浇注的料位高度监测。通过输入50ns中子辐射脉冲经过扩展Kalman滤波算法处理后能够有效估计其中的非线性信号,系统误差一直保持在2%以下,能够满足系统最初设计的误差指标。

王宇晶[3](2021)在《脉冲MAG焊接电信号分析及其对焊接工艺的影响》文中研究说明在管道全自动焊接领域,由于脉冲MAG(Metal Active Gas Arc Welding)焊稳定的焊接工艺性能、优良的焊缝质量和稳定电弧燃烧的优势,广泛用于合金钢管道全位置焊接自动化控制。脉冲MAG焊接工艺成为自动化焊接研究的热点,焊接工艺中焊枪高度过高引起飞溅、焊缝堆积严重且容易堵塞焊枪喷嘴;焊枪高度过低焊丝容易过热而成段熔断,飞溅严重导致焊接过程不稳定,稳定的焊枪高度成为高质量焊缝的重要条件。论文通过介绍管道全自动焊接数据采集与分析的研究背景和国内外的研究现状,提出了研究目标、内容和总体设计方案。电信号采集与处理系统的软硬件设计,硬件系统采用FPGA(Field-Programmable Gate Array)+DSP(Digital Signal Processing)的架构实现数据的采集、存储和处理,采集电信号通过ADC(Analog-to-Digital Converter)采集电路与信号调理电路实现;软件系统采用SPI(Serial Peripheral Interface)总线读取ADC采集数据,通过EMFI(External Memory Interface)总线将数据发送给DSP进行数据存储与处理。介绍了数据滤波处理的设计方案,并通过数学分析软件拟合电信号与焊枪高度函数并进行可靠性、回归性和拟合程度分析,得出电信号与焊枪工艺中焊枪高度的关系。通过论文研究完成了采集电路的硬件设计与程序编写,实现了脉冲MAG焊接全自动焊接过程中电流电压数据的采集,通过设计的滤波器有效滤除干扰,提取出还原度较高的焊接电信号数据;根据数据建模分析得出脉冲MAG在管道全位置焊接过程中电信号对焊枪高度的关系,并分析对焊接工艺的影响。本论文的研究,为自动焊接系统提供稳定的焊枪高度以及为焊枪高度控制的研究提供有力依据,有效提高了管道焊接机器人的智能化程度,对于脉冲MAG焊接自动化化和应用研究等方面都有十分重要的意义。

汤宇航[4](2020)在《基于DSP与千兆以太网技术的多功能数据采集系统的设计与实现》文中指出水电能源作为清洁可再生能源,在中国能源结构体系中占有重要地位。随着电力系统的快速发展,大量的水电站投入使用,保障水电机组的安全稳定运行至关重要。水轮发电机组及其调速系统是水电机组的核心,需要对其运行过程进行实时的状态监测和高效的故障诊断。本系统实时采集和处理水轮机调速系统的各项关键参数,以获取调速系统的状态,从而实现状态监测和故障诊断的功能。本文针对水轮机组调速系统的特点和重要参数特征,进行了详细的功能需求分析,设计了具有模拟量信号、频率信号和开关量信号采集和输出功能模块的数据采集监测系统。系统采用TMS320F28335数字信号处理器作为核心处理器,设计了DSP处理器外围电路、调试接口电路和外部SRAM接口电路等硬件电路。采用FPGA器件EP4CE6E22C8N作为系统辅助处理器以拓展系统I/O接口。根据信号采集理论和系统精度要求,对ADC模数转换模块和DAC数模转换模块进行了合理的芯片选型,并设计了相应的调理电路。根据硬件电路的结构特点和DSP程序工程实现的具体要求,开发了各功能模块的软件程序。本系统与上位机的数据交互采用千兆以太网通信技术。系统通过MAC芯片AX88180和PHY芯片RTL8211E实现数据链路层的数据传输,采用uIP极小型协议栈作为TCP/IP协议栈以规范网络层和传输层的网络连接,从而实现了高速稳定的数据通信。本文对设计的系统进行了完整的测试,并根据系统要求对测试数据进行数据分析。测试结果表明系统各模块功能正常且采集速度和精度均符合设计要求,可用于水轮机组调速系统等多种系统的状态监测和故障诊断任务。

杨文强[5](2020)在《基于FPGA与PC/104的导航计算机系统设计》文中研究说明捷联式惯性导航系统用导航计算机是一种兼具数据采集、导航解算与用户交互的计算机系统。该系统可采集陀螺仪、加速度计以及外部辅助导航系统、传感器的信息,进行导航解算并对外输出导航信息。本文设计了一套基于FPGA与PC/104的导航计算机系统,主要工作如下:1.调研了导航计算机的应用背景和现有设计方案,针对应用需求制定了FPGA与PC/104组合的系统架构,选择了合适的芯片方案。2.在数据采集端,选择ZYNQ系列MZ7XA7020核心板作为数据采集单元,在所选核心板的FPGA端进行开发,具体设计了解析异步串行数据与脉冲计数的IP核以接收陀螺仪、GPS的串行数据与加速度计脉冲量,并使用双口RAM进行FPGA与PC/104的数据通信,同时在所选核心板的ARM上运行μC/OS-Ⅲ嵌入式操作系统,对FPGA采集到的数据进行校验与同步。3.在PC/104端,以操作系统Vx Works作为软件平台,通过多任务机制实现了报文解析、导航解算、组合滤波与导航结果输出;实现了惯性导航解算、粗对准、精对准以及零速修正等捷联式惯性导航系统算法模块设计;模拟应用系统,实现了网络通讯模块设计。4.试验结果表明,系统可实现稳定的数据采集与导航解算;实验室大理石平台条件下的测试结果表明本系统数据采集稳定可靠,导航解算结果表明本导航计算机的性能满足纯惯性解算与信息融合的运算需求。

谢孟洲[6](2020)在《高帧数字图像采集与传输系统的研究》文中指出高帧数字图像采集和传输技术在国防安检系统上有着重要的应用。我国对于安检机领域的研发正处于快速上升的时期,随着科技发展,如何将图像信息更快速、清晰、准确的反映在上位机端成为了不仅是我国更是世界研发安检技术的一个难题。半导体行业在发展,FPGA与芯片的技术也越来越好,结合FPGA芯片的优势和当前安检机对数字图像高质量的需求,本文设计并实现了基于FPGA平台并应用于安检机设备的高帧数字图像采集和传输系统。本文的主要研究工作包括:第一,对应用于安检机设备的高帧频数字图像采集与传输系统进行了模块化设计,包括了实物图像探测模块、图像数据的采集模块以及图像数据的传输模块。三者之间的关系是实物图像模块将穿过被测物体的X射线光信号转化为电信号并通过电荷放大器对电荷进行放大,放大后的电荷进入图像数据采集模块通过16bitsADC将模拟信号转换成数字信号对图像数据进行处理,转换成数字信号后进入图像数据传输模块通过自定义传输协议以及千兆以太网协议将图像数据最终传输到上位机。其中使用闪烁体探测器为主的X射线探测器对图像数据进行探测,使用32通道电荷放大器对电荷进行放大,使用16位的SAR ADC进行模拟信号转数字信号,并对电荷放大器和ADC进行了逻辑设计。第二,对多块数据采集板的级联进行了链式传输设计,应对多块不同采集板之间的跨时钟域数据传输的稳定性问题,设计了握手模块以及多时钟相位选择的方案进行解决。采用前导码识别的方法对多块数据采集板的数据汇总到数据传输板的方式进行了设计。第三,在数据传输板和上位机通信方式上设计了基于FPGA的千兆以太网模块,包括了对以太网传输协议中应用层、传输层、网络层和数据链路层的设计,使用全双工UDP/IP协议的用户自定义封装格式对TCP/IP协议进行简化,使用RGMII接口对FPGA控制芯片与网卡PHY芯片的接口进行优化,完成了图像数据和有效指令在数据传输板与上位机之间的标准以太网数据帧形式传输。本文基于Altera公司的CycloneV系列FPGA芯片以及Realtek公司的RTL8211系列PHY芯片,采用Verilog HDL硬件描述语言完成了对高帧数字图像数据采集与传输系统的逻辑控制,时序设计,使用Modelsim完成功能仿真验证,使用Signaltap进行板级仿真验证,使用wireshark在PC端完成对千兆以太网数据传输准确性和速度的验证。实现了在千兆的图像传输速度下从传送带上探测图像到使用数据采集板采集图像数据最后使用数据传输板将图像数据通过千兆以太网接口传输到上位机的系统。

周念[7](2020)在《两种电磁传感器信号处理系统硬件研制》文中研究指明电磁传感器是把被测物理量转换为感应电动势的一种传感器,灵敏度高、测量范围大,同时不需要特别维护,在自动化系统中应用广泛。本文以电磁流量传感器和平面电磁传感器为研究对象,研究测量系统硬件设计方法。电磁流量传感器因其不受流体密度、温度、压力等因素影响,且管道内无阻流及活动部件等优点,广泛应用于工业计量场合。电磁流量计输出信号幅值微弱,在实际工况下易受周围环境的电磁干扰,信噪比低而难以拾取。针对电磁流量传感器输出信号特征,提出高精度、低噪声的信号调理与转换电路设计方案,采用前级仪用放大电路实现阻抗变换和幅值放大;根据流量信号频率范围设计两级四阶巴特沃斯抗混叠低通滤波器,滤除高频噪声信号;基于24位Σ-Δ型ADC设计高精度采样电路。提出电磁流量计电导率测量方案,可与流量测量同步进行而互不影响,采用基于能量衰减的数字信号处理方法,实现管道内被测流体的电导率测量和空管侦测功能。最后对研制的电磁流量计变送器进行水流量标定实验和电导率测量实验,实验结果表明,研制的电磁流量计在流速为0.5m/s~5.0 m/s的范围内,相对误差最大为0.136%,重复性最大为0.044%,系统精度等级优于0.3级;电导率测量系统在电导率为100μS/cm~3000μS/cm的范围内满足3%的测量精度。平面电磁传感器具有灵敏度高、测量范围大、可快速扫描检测等特点,多应用于医疗、生态环境、航空航天等领域。针对平面电磁无损检测系统对多通道高速信号同时采集、数据实时处理的要求,设计基于FPGA+DSP的双核处理器方案搭建数字信号处理系统。DSP作为主控制器,负责控制系统的工作状态和数据通信,FPGA作为从控制器,主要实现时序的产生和控制、算法部分的处理等。设计基于直接数字频率合成技术的高频正弦激励产生方案,具有精度高、稳定性好、频率可调的特点。设计高精度、低噪声的高速信号调理和采集电路,包括全差分放大电路、无源抗混叠滤波电路和高速数据采集与转换电路等,能够实时实现多通道信号的数据采集与转换。

权怡心[8](2020)在《基于FPGA的嵌入式DSP核的硬件设计与实现》文中指出FPGA即现场可编程门阵列,用户不需要投片生产,只需对FPGA进行外部配置即可得到合用的芯片。FPGA适用于高速采样频率、高数据率的场合,如数据采集和接口领域等。目前国产FPGA的发展还处于初级阶段,普遍不含有专用的数字信号处理模块,所以运算速度较慢。基于上述原因,本文以一款嵌入FPGA的DSP模块为例,研究了DSP在嵌入FPGA后的多种常见应用。DSP是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的微处理器,适用于较低采样速率下多条件进程、特别是复杂的多算法任务,主要用于数据、语音、视像信号的高速数学运算和实时处理方面。将一些能实现数字信号处理功能的DSP模块嵌入到FPGA芯片的结构是数字电路设计的一大趋势,FPGA主要对高速数据进行预处理,降低数据的速率,然后将数据送给DSP,去实现复杂的算法。这种改进的DSP模块成本低、性能高,典型应用为FIR滤波功能、FFT快速傅里叶变换功能、卷积等功能。本文的主要工作、研究方法和研究成果包括:(1)分析嵌入FPGA的DSP的参数及特征,针对课题的具体要求确定系统的设计任务和设计原则,提出系统总体设计方案,并将系统划分为不同的模块,包括IR(Input Register)、MULT(乘法器)、PR(Pipeline Register)、OR(Output Register)、ALU等模块设计。其中,IR负责对输入数据进行采集,频率与系统频率相等甚至更高。将采集到的数据可以送入乘法器模块进行乘法操作,包括有符号数及无符号数的相应操作,一个乘法器模块可实现一个9*9或18*18运算;也可以送入ALU模块进行算术逻辑操作,包括加减或逻辑运算。若想实现更大宽度的乘法操作,则可将多片DSP级联,并利用每一级的ALU将各级DSP的乘法结果进行累加即可实现。(2)使用Virtuoso对硬件电路各模块进行设计,使用Hspice或XA对各模块进行功能仿真,使用VCS对整体电路进行功能验证,并使用Hspice或XA对电路进行性能仿真。验证结果表明本设计可实现FPGA所常用的多种数字信号处理功能,包括有符号数(或无符号数)的乘法、加(或减)法、乘累加等,运算频率可达600Mhz。

李佳伟[9](2020)在《基于无人机测控数据链的角度估计技术研究》文中研究表明新一代无人机技术以其所具有的微型化、低成本、高综合性等诸多优点,在军事和民用领域获得了广泛的关注与迅速的发展,目前已成为世界各国高精尖技术的研究热点之一。由于无人机往往需要在复杂多变的恶劣环境下执行任务,保证无人机与指挥控制系统的稳定通信便显得尤为重要。本文围绕无人机测控系统中的角度估计技术进行研究,针对传统舰载无人机测控系统功能复杂、软硬件资源开销高、系统测角误差众多等问题,提出了一种基于舰载相控阵通信数据链的测控系统体制,通过对无人机目标的角度估计处理和系统误差校准,实时获取无人机目标的准确空间位置,为测控系统的波束调度提供指导,保证无人机测控数据链通信的稳定可靠。本文主要工作安排如下:首先,依据测控角度估计系统的各项功能指标要求,设计了系统结构和信号模型,给出了测控角度估计系统的整体规划,包括相控阵天线子系统、射频接收子系统、增益控制子系统、搜索捕获子系统和测角子系统的详细设计,分析了 OFDM信号的基本原理和通信性能;其次,依据角度估计性能需求,构建相控阵阵列模型,研究天线方向图形成原理,对相控阵和差波束形成方法进行比较研究,简述了四种单脉冲测角算法的原理步骤,并对比分析了其测角性能,设计了基于OFDM的单脉冲测角算法,并仿真验证了其测角性能;然后,针对测控角度估计系统误差问题,对系统中所存在的误差因素包括和差通道幅相不平衡误差、阵列通道幅相不平衡误差、相位模糊误差和测角参数误差等进行了详细分析,研究了误差来源,通过仿真建模分析了误差对测角精度的影响,设计了误差校准方法,完成了在线误差校准的软件设计和实验测试;最后,针对测控角度估计系统软硬件设计问题,提出了角度估计系统的软硬件解决方案,给出了角度估计系统的整体软硬件规划,构建了测角处理模块与各任务模块的协同处理架构,实现了基于AD9361的射频数据采集功能,设计了信号处理和数据采集流程,完成了角度估计系统中各功能模块间的联调与外场实验环境下的功能验证。

王金阳[10](2020)在《基于多核DSP的多通道信号采集与传输单元的设计》文中认为多通道信号采集平台作为一种信号采集器,旨在为多目标定位系统实现高速实时的数据采集与传输。平台首先可以实现32路200KHz采样率的AD数据、4路共计十类串口数据的并行采集,数据利用PCIE总线输入平台内部DSP,DSP可对数据进行遍历识别、缓存并封装为符合发送格式的数据包,这一过程保证了与PC间采用以太网通信时,PC端不会接收到不完整的数据包,以太网速率可达133Mbps。因此平台选择的DSP在具有一定处理性能的同时需要支持PCIE、千兆以太网等接口。此外由于DSP的任务涉及循环遍历、多次内存搬移等较为耗时的工作,且考虑到NDK开发套件基于任务优先级执行的特性,为防止任务间的互相抢占导致数据的丢失,本文设计使用多核DSP进行上述的工作。目前来说数据经由采集平台采集并传输后,在上位机执行相关的定位、通信等算法,考虑到未来算法成熟稳定后,需要将其集成到DSP内进行执行,因此在DSP的选型上需要预留出一定的扩展空间。本文基于上述论述,选择了TI公司的四核DSP TMS320C6674以及Altera公司的Cyclone IV GX系列EP4CGX22CF19I7N FPGA作为平台核心处理器件,并基于此设计了其最小系统、接口电路以及相关外围设备的电路设计。软件上完成了AD及串口数据采集软件、FPGA端对数据的识别与缓存、双端PCIE通信模块的搭建、DSP端对数据的遍历以实现不同类数据的识别、对数据进行分组及缓存、千兆以太网TCP通信的搭建与传输,最后研究了多核DSP的上电自加载的实现过程。本文最后将系统进行联调以测试各个模块的设计正确性,并通过长时间拷机,测试系统传输速率及丢包率,并对PC端的接收数据的正确性进行了验证,测试结果证明系统可以长时间稳定工作,满足系统设计预期。同时平台具有很好的扩展性,为未来的算法开发提供了充足资源,而无需对硬件电路进行任何改动。

二、基于DSP+FPGA结构的高速数据采集模块(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于DSP+FPGA结构的高速数据采集模块(论文提纲范文)

(1)基于CPCI总线的扫描AD模块研制(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 数据采集模块发展现状
        1.2.2 数据采集相关集成电路芯片发展现状
    1.3 研究内容与本文主要工作
第二章 总体设计方案
    2.1 功能及技术要求
        2.1.1 功能要求
        2.1.2 性能要求
    2.2 系统总体方案设计
        2.2.1 方案设计
        2.2.2 主要芯片选型
    2.3 本章小结
第三章 硬件设计
    3.1 信号调理电路设计
        3.1.1 限幅滤波电路
        3.1.2 通道选择电路
        3.1.3 程控放大电路
        3.1.4 隔离电路
    3.2 模数转换电路设计
    3.3 FPGA电路设计
        3.3.1 配置PROM电路
        3.3.2 时钟电路
    3.4 DSP电路设计
    3.5 DDR2电路设计
    3.6 CPCI接口电路设计
    3.7 电源电路设计
        3.7.1 数字电源电路
        3.7.2 模拟电源电路
    3.8 本章小结
第四章 逻辑与软件设计
    4.1 FPGA逻辑设计
        4.1.1 采样控制逻辑
        4.1.2 CPCI接口逻辑
        4.1.3 DDR2接口逻辑
    4.2 DSP软件设计
    4.3 仪器驱动程序设计
    4.4 本章小结
第五章 测试及验证
    5.1 测试平台
    5.2 测试结果及分析
        5.2.1 直流测量误差测试
        5.2.2 输入信号带宽测试
    5.3 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间的学术成果
附录

(2)基于中子辐射的火箭固体推进剂料位计技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及其意义
    1.2 固体推进剂浇注设备发展情况
    1.3 料位监测技术概况
    1.4 本文的主要研究内容
    1.5 本章小结
第二章 原理与模拟
    2.1 火箭固体推进剂浇注工艺
    2.2 中子辐射探测原理
    2.3 中子辐射料位计MCNP模拟
        2.3.1 MCNP简介
        2.3.2 中子辐射料位计MCNP模拟
    2.4 推进剂料位测量干扰因素分析
    2.5 火箭固体推进剂浇注仓需求分析
        2.5.1 火箭固体推进剂料位仓结构
        2.5.2 系统功能需求
        2.5.3 系统设计指标
    2.6 本章小结
第三章 料位计系统设计
    3.1 中子辐射料位计系统总体设计
    3.2 中子辐射料位计系统主要部件选型
        3.2.1 中子源选型
        3.2.2 探测器选型
    3.3 FPGA与 DSP核心控制电路
    3.4 前端信号调理电路
    3.5 数据采集存储电路
    3.6 电源电路
    3.7 伺服电机控制系统
    3.8 本章小结
第四章 系统控制软件设计
    4.1 FPGA逻辑控制
        4.1.1 ADC逻辑控制
        4.1.2 DDR2 控制器逻辑控制
    4.2 DSP主程序软件设计
        4.2.1 DSP串口传输程序
        4.2.2 PWM电机驱动程序
    4.3 LabVIEW上位机软件设计
    4.4 扩展Kalman滤波DSP实现
    4.5 本章小结
第五章 模拟实验与测试
    5.1 料位计系统主要模块测试与模拟实验
        5.1.1 前端信号调理模块模拟实验
        5.1.2 脉冲信号Kalman滤波模拟实验
    5.2 模拟实验测试
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 主要创新点
    6.3 展望
参考文献
附录
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢

(3)脉冲MAG焊接电信号分析及其对焊接工艺的影响(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 论文研究现实意义
    1.2 相关技术的国内外研究现状与发展
        1.2.1 管道焊接技术的发展现状
        1.2.2 数据采集与处理电路发展现状
        1.2.3 电信号处理与分析发展现状
    1.3 论文研究的目的与意义
    1.4 课题来源与章节安排
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 论文章节安排
第2章 系统整体设计方案与内容
    2.1 系统工作原理
    2.2 系统整体设计需求与技术指标
    2.3 系统设计方案
    2.4 硬件系统方案选择
    2.5 数据传输方案选择
    2.6 本章小结
第3章 数据采集硬件系统
    3.1 数据采集系统硬件系统设计方案
    3.2 核心板芯片选型
    3.3 ADC数据采集电路设计
        3.3.1 ADC芯片选择
        3.3.2 ADC电路设计
        3.3.3 信号调理电路设计
        3.3.4 基准电压源电路设计
    3.4 外围电路设计
        3.4.1 电源电路设计
        3.4.2 通信电路设计
        3.4.3 调试串口
        3.4.5 SD卡配置电路
    3.5 数据采集系统的PCB设计与生产
    3.6 本章小结
第4章 数据采集软件系统实现
    4.1 软件系统设计方案
    4.2 数据采集模块的FPGA逻辑设计
    4.3 FPGA的 FIFO逻辑设计
    4.4 FPGA与 DSP的通信连接
    4.5 本章小结
第5章 滤波器设计
    5.1 数据滤波整体设计
    5.2 低通滤波器设计
    5.3 限幅滤波器设计
    5.4 中位值滤波器设计
    5.5 均值滤波器设计
    5.6 本章小结
第6章 焊枪高度数学模型建立
    6.1 数据处理后的电信号数据
    6.2 数据分析方案选择
    6.3 对比电流和电压与干伸长相关性分析
        6.3.1 一次线性回归函数模型分析
        6.3.2 二次函数线性回归模型分析
        6.3.3 幂函数模型回归分析
        6.3.4 指数函数模型回归分析
        6.3.5 对数函数模型回归分析
    6.4 电流与干伸长回归分析和函数拟合
        6.4.1 送丝速度7m/min下的回归分析
        6.4.2 送丝速度8m/min下的回归分析
        6.4.3 送丝速度9m/min下的回归分析
        6.4.4 送丝速度10m/min下的回归分析
        6.4.5 送丝速度11m/min下的回归分析
    6.5 电流对焊枪高度影响分析
    6.6 本章小结
结论
参考文献
致谢

(4)基于DSP与千兆以太网技术的多功能数据采集系统的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 课题国内外研究概况
    1.3 本文主要研究内容
2 数据采集监测系统总体设计
    2.1 系统总体需求
    2.2 系统性能要求
    2.3 系统总体结构
    2.4 DSP技术及器件选型
    2.5 以太网技术及器件选型
    2.6 本章小结
3 系统硬件电路设计
    3.1 TMS320F28335处理器核心电路
    3.2 频率信号测量与输出电路设计
    3.3 开关量信号采集与输出电路设计
    3.4 模拟量信号测量与输出电路设计
    3.5 以太网通信电路设计
    3.6 本章小结
4 系统软件设计开发
    4.1 DSP处理器程序设计基础
    4.2 系统主程序设计
    4.3 频率信号功能模块程序设计
    4.4 开关量信号功能模块程序设计
    4.5 模拟量信号功能模块程序设计
    4.6 以太网通讯模块程序设计
    4.7 本章小结
5 系统测试
    5.1 模拟量信号测量模块测试
    5.2 频率信号测量模块测试
    5.3 模拟量信号输出模块测试
    5.4 频率信号输出模块测试
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 课题展望
致谢
参考文献

(5)基于FPGA与PC/104的导航计算机系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与需求分析
    1.2 导航计算机的发展现状
    1.3 嵌入式实时操作系统在导航系统中的应用
    1.4 本文组织结构
第二章 系统总体设计
    2.1 引言
    2.2 需求分析
        2.2.1 功能需求
        2.2.2 性能需求
    2.3 总体架构设计
        2.3.1 数据采集模块
        2.3.2 导航解算模块
    2.4 器件选型
        2.4.1 FPGA选型
        2.4.2 PC/104 选型
    2.5 软件开发环境
    2.6 本章小结
第三章 基于FPGA的数据采集系统设计
    3.1 引言
    3.2 总体设计
        3.2.1 AXI总线简介
        3.2.2 FPGA顶层设计
    3.3 串口数据解析IP核
        3.3.1 异步串行通讯标准
        3.3.2 异步串行数据解析IP核设计
    3.4 加表脉冲计数IP核
        3.4.1 I/F变换简介
        3.4.2 脉冲计数IP核设计
    3.5 双口RAM IP核
        3.5.1 双口RAM介绍
        3.5.2 Vivado中双口RAM的使用
    3.6 PC/104 接口IP核
        3.6.1 接口信号介绍
        3.6.2 功能实现
    3.7 基于μC/OS-Ⅲ的数据整合系统
        3.7.1 μC/OS-Ⅲ操作系统简介
        3.7.2 功能设计与应用软件开发
    3.8 本章小结
第四章 基于PC/104 的导航解算系统设计
    4.1 引言
    4.2 Vx Works移植与开发
        4.2.1 启动过程分析
        4.2.2 BSP配置
        4.2.3 开发环境搭建
        4.2.4 应用软件开发
    4.3 捷联导航算法设计
        4.3.1 预备知识
        4.3.2 纯惯性解算过程
        4.3.3 误差传播方程
    4.4 零速修正算法设计
        4.4.1 卡尔曼滤波
        4.4.2 零速修正模型
    4.5 初始对准算法设计
        4.5.1 粗对准
        4.5.2 精对准
    4.6 本章小结
第五章 实验测试
    5.1 引言
    5.2 数据采集稳定性测试
    5.3 导航解算精度测试
        5.3.1 IMU选型
        5.3.2 静基座纯惯性精度测试
        5.3.3 零速修正测试
    5.4 精度分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文

(6)高帧数字图像采集与传输系统的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状以及发展趋势
        1.2.1 国内外研究现状
        1.2.2 发展趋势
    1.3 本论文的章节结构安排
第二章 图像采集与传输系统设计相关原理介绍
    2.1 安检机结构与原理
    2.2 图像采集与传输系统方案
        2.2.1 基于DSP与FPGA的图像采集与传输方案
        2.2.2 基于FPGA的图像采集与传输方案
    2.3 FPGA的设计流程
    2.4 本章小结
第三章 系统总体方案和图像数据采集模块设计
    3.1 系统总体方案
        3.1.1 探测模块
        3.1.2 电荷放大器
        3.1.3 模数转换器
        3.1.4 图像数据传输核心
    3.2 图像数据采集模块
    3.3 采集板间的数据传输
    3.4 本章小结
第四章 数据传输模块的实现
    4.1 以太网相关协议概述
        4.1.1 OSI网络协议
        4.1.2 简化的TCP/IP模型
        4.1.3 UDP协议
        4.1.4 IP协议
        4.1.5 标准以太网数据帧
    4.2 数据传输模块的整体架构
    4.3 以太网数据帧发送模块
    4.4 以太网数据帧接收模块
    4.5 RGMII接口与CRC模块
        4.5.1 RGMII接口
        4.5.2 CRC校验模块
    4.6 本章小结
第五章 系统测试
    5.1 数据采集模块测试
    5.2 数据传输模块测试
        5.2.1 采集板间传输
        5.2.2 数据采集板到数据传输板测试
        5.2.3 千兆以太网接口测试
        5.2.4 CRC模块和RGMII接口模块测试
    5.3 整体性能测试
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(7)两种电磁传感器信号处理系统硬件研制(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 电磁流量计
    1.2 平面电磁无损检测系统
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 电磁流量计测量系统研究
        1.3.2 平面电磁无损检测系统研究
    1.4 课题来源和主要工作
第二章 电磁传感器输出信号分析
    2.1 电磁信号共性分析
        2.1.1 信号特征分析
        2.1.2 干扰信号特征分析
    2.2 电磁流量计信号特征
    2.3 平面电磁传感器输出信号特征
第三章 电磁流量计信号处理系统研制
    3.1 系统需求分析与方案设计
        3.1.1 需求分析与技术指标
        3.1.2 系统方案设计
    3.2 信号调理模块
        3.2.1 前置仪用放大电路
        3.2.2 偏置调整电路
        3.2.3 滤波电路
        3.2.4 模数转换电路
    3.3 数字信号处理模块
        3.3.1 DSP最小系统电路设计
        3.3.2 RS485通讯电路
    3.4 电导率测量模块
        3.4.1 电导率测量原理
        3.4.2 电导率测量电路
第四章 电磁流量计系统测试与实验
    4.1 系统性能指标测试
        4.1.1 ADC采样有效位数测试
        4.1.2 滤波器幅频响应
        4.1.3 调理电路精度测试
    4.2 流量计系统实验
        4.2.1 电导率测量实验
        4.2.2 水流量标定实验
第五章 平面电磁无损检测系统硬件研制
    5.1 系统需求分析与方案设计
        5.1.1 需求分析与设计指标
        5.1.2 系统设计方案
    5.2 高频激励信号电路设计
    5.3 检测信号调理与采集模块
        5.3.1 信号调理电路设计
        5.3.2 数据采集电路设计
    5.4 数字信号处理与控制模块
        5.4.1 FPGA系统设计
        5.4.2 DSP系统和通信电路设计
    5.5 电源管理模块
        5.5.1 模拟电源
        5.5.2 数字电源
    5.6 PCB设计
        5.6.1 叠层设计
        5.6.2 布局布线设计与内电层分割
第六章 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 下一步工作计划
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

(8)基于FPGA的嵌入式DSP核的硬件设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRAC T
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 嵌入FPGA的 DSP模块概述
    1.2 国内外发展现状
    1.3 研究的目的和意义
    1.4 论文的主要工作
第二章 系统方案设计
    2.1 系统设计任务
    2.2 系统功能分析及方案设计
    2.3 本章小结
第三章 硬件电路设计
    3.1 信号采集电路
        3.1.1 性能分析
        3.1.2 硬件电路设计
        3.1.3 信号采集寄存器仿真结果
    3.2 乘法器
        3.2.1 性能分析
        3.2.2 硬件电路设计
        3.2.3 电路仿真
    3.3 流水线寄存器PR
        3.3.1 性能分析
        3.3.2 硬件电路设计
        3.3.3 流水线寄存器仿真结果
    3.4 算术逻辑单元ALU
        3.4.1 性能分析
        3.4.2 硬件电路设计
        3.4.3 电路仿真
    3.5 输出选择模块OM
        3.5.1 性能分析
        3.5.2 硬件电路设计
    3.6 输出寄存器OR
        3.6.1 性能分析
        3.6.2 硬件电路设计
        3.6.3 输出寄存器电路仿真
    3.7 本章小结
第四章 系统功能仿真
    4.1 功能点
        4.1.1 基本功能点及功能点细分
        4.1.2 模块端口描述
    4.2 低速300Mhz模式验证
        4.2.1 18x18乘法
        4.2.2 9 x9乘法
        4.2.3 36x18乘法
        4.2.4 36x36乘法
        4.2.5 mac_18x18
        4.2.6 mac_9x9
        4.2.7 add2_18x18
        4.2.8 add2_9x9
        4.2.9 add4_18x18
        4.2.10 add4_9x9
    4.3 高速600Mhz模式功能验证
    4.4 本章小结
第五章 DSP核后仿真
    5.1 对DSP核内时钟的后仿真
        5.1.1 建立仿真电路模型
        5.1.2 电路性能仿真及仿真结果
    5.2 对寄存器模块的后仿真
        5.2.1 建立仿真电路模型
        5.2.2 电路性能仿真及仿真结果
    5.3 对乘法器模块的后仿真
        5.3.1 建立电路仿真模型
        5.3.2 电路性能仿真及仿真结果
    5.4 对算术逻辑单元ALU的后仿真
        5.4.1 建立电路仿真模型
        5.4.2 电路性能仿真及仿真结果
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 论文总结
    6.2 改进意见及展望
参考文献
致谢
作者简介

(9)基于无人机测控数据链的角度估计技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 目标角度估计研究现状
        1.2.2 无人机测控数据链研究现状
        1.2.3 基于测控数据链的目标角度估计研究现状
    1.3 论文主要工作及内容安排
第二章 舰载无人机测控角度估计系统结构与信号模型
    2.1 舰载无人机测控角度估计系统结构
        2.1.1 测控角度估计系统功能指标分析与整体设计
        2.1.2 测控角度估计系统的天线子系统设计
        2.1.3 测控角度估计系统的射频接收子系统设计
        2.1.4 测控角度估计系统的自动增益控制子系统设计
        2.1.5 测控角度估计系统的搜索捕获子系统设计
        2.1.6 测控角度估计系统的测角子系统设计
    2.2 OFDM信号模型
        2.2.1 OFDM信号基本原理
        2.2.2 OFDM信号波形分析
        2.2.3 OFDM信号误码率分析
    2.3 本章小结
第三章 测控角度估计系统测角算法研究
    3.1 相控阵天线阵列模型
        3.1.1 线性相控阵天线阵列
        3.1.2 矩形平面相控阵天线阵列
        3.1.3 仿真结果与分析
    3.2 相控阵天线和差波束形成
        3.2.1 双指向和差法
        3.2.2 直接和差加权法
        3.2.3 对称取反法
        3.2.4 仿真结果与分析
    3.3 相控阵单脉冲测角算法
        3.3.1 双波束直接比幅
        3.3.2 双波束直接鉴相
        3.3.3 振幅和差单脉冲
        3.3.4 相位和差单脉冲
        3.3.5 仿真结果与分析
    3.4 基于OFDM的单脉冲测角算法
        3.4.1 测角算法的选择
        3.4.2 基于OFDM的测角算法设计
        3.4.3 仿真结果与分析
    3.5 本章小结
第四章 测控角度估计系统误差分析与校准
    4.1 和差通道幅相不平衡误差分析
        4.1.1 和差通道幅相不平衡误差模型
        4.1.2 和差通道幅相不平衡误差模型仿真
        4.1.3 和差通道幅相不平衡误差对测角精度影响分析
        4.1.4 和差通道幅相不平衡误差对测角精度影响仿真
    4.2 和差通道幅相不平衡误差校准
        4.2.1 和差通道幅相误差校准原理
        4.2.2 和差通道幅相误差在线校准设计
        4.2.3 和差通道幅相误差校准系统测试与分析
    4.3 阵列通道幅相不平衡误差分析
        4.3.1 阵列通道幅相不平衡误差模型
        4.3.2 阵列通道幅相不平衡误差对测角精度影响分析
        4.3.3 阵列通道幅相不平衡误差对测角精度影响仿真
    4.4 阵列通道幅相不平衡误差校准
        4.4.1 阵列通道幅相误差在线校准设计
        4.4.2 阵列通道幅相误差校准系统测试与分析
    4.5 解相位模糊与测角参数误差分析
        4.5.1 相位模糊误差来源分析
        4.5.2 解相位模糊误差
        4.5.3 测角参数误差分析
        4.5.4 仿真结果与分析
    4.6 本章小结
第五章 测控角度估计系统信号处理算法的软硬件实现
    5.1 角度估计系统整体设计
        5.1.1 角度估计系统功能概述
        5.1.2 信号处理器芯片选型
        5.1.3 角度估计系统数据接口设计
        5.1.4 角度估计系统硬件设计实现
    5.2 角度估计系统射频数据采集模块设计
        5.2.1 数据采集模块设计分析
        5.2.2 AD9361芯片介绍
        5.2.3 AD9361工作原理
        5.2.4 AD9361关键寄存器配置
        5.2.5 基于DSP的AD9361寄存器配置
    5.3 角度估计系统信号处理模块设计
        5.3.1 信号处理流程设计
        5.3.2 信号采集流程设计
        5.3.3 SRIO通信接口设计
    5.4 测角算法的软件实现
        5.4.1 和差测角的DSP实现
        5.4.2 和差测角的外场测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介

(10)基于多核DSP的多通道信号采集与传输单元的设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 数据采集平台简介
    1.3 数字信号处理器介绍
        1.3.1 DSP简介及发展历程
        1.3.2 FPGA简介及发展历程
    1.4 论文的主要研究内容
第2章 信号采集平台硬件设计
    2.1 系统设计指标及器件选型
        2.1.1 系统设计指标
        2.1.2 硬件系统芯片选型
    2.2 系统详细硬件设计方案
        2.2.1 总体设计方案
        2.2.2 FPGA部分硬件设计
        2.2.2.1 最小系统设计
        2.2.2.2 AD采集模块电路设计
        2.2.2.3 串口采集模块电路设计
        2.2.3 DSP部分硬件设计
        2.2.3.1 电源部分设计
        2.2.3.2 时钟模块设计
        2.2.3.3 控制芯片MSP430设计
        2.2.3.4 JTAG调试接口设计
        2.2.3.5 PCIE硬件设计
        2.2.3.6 外部储存器设计
        2.2.3.7 千兆以太网硬件设计
    2.3 本章小结
第3章 信号采集平台FPGA软件设计
    3.1 FPGA软件设计概述
    3.2 FPGA关键软件设计方案
        3.2.1 AD模块软件设计
        3.2.2 串口模块软件设计
        3.2.2.1 串口控制软件设计
        3.2.2.2 同步信号产生模块
        3.2.3 PCIE软件设计
        3.2.3.1 PCIE总线原理
        3.2.3.2 FPGA PCIE软件设计
    3.3 本章小结
第4章 信号采集平台多核DSP软件设计
    4.1 多核DSP软件设计概述
    4.2 多核DSP详细软件设计
        4.2.1 多核DSP PCIE软件设计
        4.2.1.1 初始化及链路训练
        4.2.1.2 PCIE地址映射
        4.2.2 数据处理模块设计
        4.2.2.1 数据包头识别程序设计
        4.2.2.2 数据缓存及打包程序设计
    4.3 以太网通信软件设计
    4.4 多核DSP BOOT软件设计
        4.4.1 上电加载流程
        4.4.2 映像文件的组成结构
        4.4.3 映像文件的生成
    4.5 本章小结
第5章 信号采集平台硬件及软件调试结果
    5.1 FPGA部分测试结果
        5.1.1 AD模块测试
        5.1.2 串口模块测试
    5.2 DSP部分测试结果
        5.2.1 电源与时钟部分测试
        5.2.2 PCIE测试结果
        5.2.2.1 PCIE链路训练结果
        5.2.2.2 PCIE接收缓冲区测试
        5.2.3 以太网测试
        5.2.3.1 TCP连接测试
        5.2.3.2 以太网发送缓冲区测试
        5.2.4 多核Boot测试
    5.3 系统联调
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
附录

四、基于DSP+FPGA结构的高速数据采集模块(论文参考文献)

  • [1]基于CPCI总线的扫描AD模块研制[D]. 郝光耀. 内蒙古大学, 2021(12)
  • [2]基于中子辐射的火箭固体推进剂料位计技术研究[D]. 滕宇超. 西京学院, 2021
  • [3]脉冲MAG焊接电信号分析及其对焊接工艺的影响[D]. 王宇晶. 北华航天工业学院, 2021(06)
  • [4]基于DSP与千兆以太网技术的多功能数据采集系统的设计与实现[D]. 汤宇航. 华中科技大学, 2020(01)
  • [5]基于FPGA与PC/104的导航计算机系统设计[D]. 杨文强. 东南大学, 2020(01)
  • [6]高帧数字图像采集与传输系统的研究[D]. 谢孟洲. 电子科技大学, 2020(07)
  • [7]两种电磁传感器信号处理系统硬件研制[D]. 周念. 合肥工业大学, 2020(02)
  • [8]基于FPGA的嵌入式DSP核的硬件设计与实现[D]. 权怡心. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [9]基于无人机测控数据链的角度估计技术研究[D]. 李佳伟. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [10]基于多核DSP的多通道信号采集与传输单元的设计[D]. 王金阳. 哈尔滨工程大学, 2020(05)

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基于DSP+FPGA结构的高速数据采集模块
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