500MHz LXI逻辑分析仪数据采集模块硬件电路设计

论文摘要

伴随着电子技术、计算机网络技术的迅速发展,测试测量仪器不断地朝着数字化和智能化方向快速发展,使得构建大型测试系统的应用需求随之产生,构建大型测试系统的关键性技术就是仪器总线技术。因此,仪器总线技术的发展就成为测试测量仪器向着更大规模的测试系统发展的关键。基于LXI总线技术的测试仪器以其高可靠性、低成本、灵活紧凑、性能优异而得到快速发展。本文主要研制基于LXI总线技术的逻辑分析仪数据采集模块的硬件电路设计,该逻辑分析仪主要用于基于LXI的自动测试系统,用于对数字系统的测试和分析,它属于标准的LXI-A级仪器,具有较高的定时同步触发精度、较高的数据采集速率和通道数多等特点。它既可单机工作,也可组成分布式测试系统,还可用于GPIB、VXI、PXI和LXI等多种总线仪器集成的混合分布式测试系统。课题要求该逻辑分析仪数据采集模块实现的最高定时采样率为500MSa/s,并具有64个数据采集通道和4个外时钟通道。本文的主要工作内容:1、探头通道的电路设计。2、采集板的电路设计。3、数据采集板FPGA内部数字系统的设计:主要包括时钟电路、毛刺检测电路、数据采集电路、触发识别电路、数据存储及控制电路的设计。4、模块整体功能的调试与测试。经过软硬件联调测试,本设计达到了课题要求的各项性能指标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 LXI 总线技术的发展及总线标准概述
• 1.2 基于 LXI 总线技术的仪器模块分类及特点
• 1.3 逻辑分析仪简介
• 1.3.1 逻辑分析仪的产生和发展趋势
• 1.3.2 逻辑分析仪的种类
• 1.3.3 逻辑分析仪的主要功能
• 1.3.4 逻辑分析仪的关键技术指标
• 1.4 本项目的研究内容及技术要求
• 第二章 500MHz LXI 逻辑分析仪数据采集模块总体方案设计
• 2.1 500MHz LXI 逻辑分析仪数据采集模块总体结构
• 2.1.1 逻辑分析仪的基本结构
• 2.1.2 500MHz LXI 逻辑分析仪数据采集模块系统组成
• 2.2 500MHz LXI 逻辑分析仪整机结构
• 2.3 主要开发器件及开发工具介绍
• 2.3.1 系统主要器件选型
• 2.3.2 系统原理图设计工具介绍
• 2.3.3 FPGA 数字系统设计工具介绍
• 第三章 数据采集模块电路设计
• 3.1 探头通道的电路设计
• 3.2 采集板的电路设计
• 第四章 数据采集模块 FPGA 内部数字系统设计
• 4.1 FPGA 内部数字系统总体设计思想
• 4.2 FPGA 内部数字系统各部分功能模块设计
• 4.2.1 时钟电路设计
• 4.2.2 毛刺检测电路设计
• 4.2.3 数据采集电路设计
• 4.2.4 触发电路设计
• 4.2.5 数据存储方式设计
• 4.2.6 存储控制电路设计
• 第五章 调试与测试
• 5.1 测试的主要方法及过程
• 5.1.1 测试所用设备
• 5.1.2 通道的测试
• 5.1.3 数据采集部分的测试
• 5.1.4 触发功能的测试
• 5.2 调试中发现的问题及改进
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果
• 附录