海洋风关噪声反演系统的数据控制与存储

论文摘要

“海洋环境噪声监测及反演技术研究”是国家863项目,该项目的主要目的是研究和验证适合我国海域的海洋风关噪声模型。 本论文是“海洋环境噪声监测及反演技术研究”的子课题,主要任务是研制海洋风关噪声反演系统的数据控制与存储,实现系统低功耗、海量数据存储和数据采集连续性。 本文的主要工作: ●根据系统功能和特殊要求,提出了数据控制与存储的总体设计方案,采用了多种降低系统功耗的方法; ●完成了数据控制与存储的硬件电路设计,开发了基于单片机的底层控制软件; ●参考IDE接口协议的相关内容,设计了嵌入式硬盘存储控制的方法,实现了海量数据存储; ●参考磁盘文件系统的相关内容,设计了硬盘兼容存储管理的方法,实现了海量数据存储和磁盘文件系统的兼容,同时开发了基于串行接口的计算机上位控制软件; ●结合模拟实验和实际使用,对数据进行了严格的分析,对系统功耗和工作时间进行了严格的测算,提出了改进意见。 本文的创新之处: ●采用嵌入式硬盘存储技术和硬盘兼容存储方法,实现了和磁盘文件系统完全兼容的海量数据存储; ●采用了多种降低系统功耗的有效方法,主要包括:硬盘阶段工作;不同单元和不同模块独立供电,分时工作;FIFO、FLASH和IDE硬盘三级数据传输和存储。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 序论
• 1.1 本课题的提出背景
• 1.2 国内外技术现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 数据控制与存储单元的总体设计方案
• 2.1 海洋风关噪声反演系统的工作原理和设计要求
• 2.2 海洋风关噪声反演系统的特殊要求
• 2.3 数据控制与存储单元的总体设计方案
• 2.3.1 总体设计方案
• 2.3.2 数据控制与存储单元
• 2.3.3 系统低功耗、海量数据存储和数据采集连续性的实现
• 2.4 海洋风关噪声反演系统的工作过程
• 第三章 数据控制与存储单元的硬件电路设计
• 3.1 单片机中央控制模块
• 3.2 供电管理模块
• 3.3 时钟与辅助电路模块
• 3.4 外部通信与控制单元
• 3.5 ADC模数转换模块
• 3.6 FIFO数据缓存模块和FLASH数据暂存模块
• 3.6.1 FIFO数据缓存模块
• 3.6.2 FLASH数据暂存模块
• 3.7 数据控制和存储的实现
• 3.7.1 转换和ADC缓存FIFO的实现
• 3.7.2 FIFO暂存FLASH的实现
• 3.7.3 FLASH的数据结构
• 3.7.4 FLASH存储硬盘的实现
• 第四章 嵌入式硬盘存储控制
• 4.1 IDE接口
• 4.1.1 IDE接口的数据传输方式和时序特征
• 4.1.2 IDE接口的寻址方式
• 4.1.3 IDE接口的寄存器模型
• 4.1.4 IDE接口的命令集
• 4.2 嵌入式硬盘存储控制
• 4.2.1 HTS548060M9AT00硬盘介绍
• 4.2.2 硬盘控制方式选择
• 4.2.3 硬盘工作方式选择
• 4.2.4 硬盘寻址方式和数据传输方式选择
• 4.2.5 硬盘数据存储方法选择
• 4.2.6 硬盘存储的实现
• 第五章 硬盘兼容存储管理和上位控制软件
• 5.1 磁盘文件系统
• 5.1.1 物理格式化、分区和逻辑格式化
• 5.1.2 硬盘的数据结构
• 5.1.3 硬盘的文件寻址
• 5.2 硬盘兼容存储管理
• 5.2.1 硬盘存储方式选择
• 5.2.2 文件系统的结构
• 5.3 上位控制软件的开发
• 5.3.1 通信参数设置
• 5.3.2 工作参数设置
• 5.3.3 当前系统状态
• 5.3.4 硬盘操作和测试
• 5.3.5 FLASH操作和测试
• 第六章 实验和总结
• 6.1 实验和结果
• 6.1.1 数据分析
• 6.1.2 系统功耗测算
• 6.1.3 工作时间测算
• 6.2 总结和展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢