基于64位PCI总线的数据采集与存储系统的实现

论文摘要

在实际雷达系统中,为了获取实验数据以改进雷达信号处理算法,往往需要在现场进行高速、大容量的数据采集存储,然后进行处理。PCI总线具有高性能、低成本和软件兼容性好的特点,已经成为计算机的主要总线系统。本文探讨了一种基于64位PCI总线的高速数据采集与存储系统的设计与实现方法。该数据采集系统主要包括两个方面:一是基于PCI总线的数据存储卡;一是基于AD采样的数据采集卡。本文介绍了PCI总线规范及其接口控制电路的实现方法,确定使用64位PCI总线接口芯片PCI9656来实现PCI总线的设计,分别给出了基于PCI总线的数据存储卡和基于AD9640的双通道数据采集卡的系统结构设计,详细分析了数据存储卡和数据采集卡各功能模块及其功能实现,讨论了硬件电路设计中应注意的问题,论述了以WinDriver和Visual C++6.0为开发工具的系统驱动和应用程序的开发,以及系统调试。该数据采集系统可以根据用户要求灵活设置采样参数对雷达视频信号进行采样和存储,实现高速、大容量数据采集。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究历史和现状
• 1.3 论文的结构安排
• 2 PCI总线及控制接口的实现
• 2.1 引言
• 2.2 PCI总线
• 2.2.1 PCI总线发展历程
• 2.2.2 PCI总线特点
• 2.2.3 PCI总线系统结构
• 2.2.4 PCI总线接口信号
• 2.2.5 PCI总线接口命令
• 2.2.6 PCI总线操作
• 2.3 PCI总线接口电路的设计实现
• 2.4 本章小结
• 3 基于PCI总线的数据存储系统
• 3.1 引言
• 3.2 数据存储卡系统设计
• 3.3 主要功能模块
• 3.3.1 PCI总线接口电路模块PCI9656
• 3.3.2 数据缓冲存储模块SDRAM
• 3.3.3 与数据采集卡连接模块
• 3.3.4 控制模块FPGA
• 3.3.5 配置模块EEPROM
• 3.3.6 时钟模块
• 3.4 数据存储卡功能的实现
• 3.4.1 EEPROM配置文件
• 3.4.2 PCI9656内部寄存器访问
• 3.4.3 从模式读写
• 3.4.4 DMA传输
• 3.4.5 PCI总线中断
• 3.4.6 与采集卡通信
• 3.5 电路板设计注意事项
• 3.6 本章小结
• 4 AD数据采集系统
• 4.1 引言
• 4.2 数据采集卡系统设计
• 4.3 主要功能模块
• 4.3.1 采样模块
• 4.3.2 外部输入模块
• 4.3.3 与数据存储卡连接模块
• 4.3.4 控制模块FPGA
• 4.4 数据采集卡功能实现
• 4.5 电路板设计注意事项
• 4.6 本章小结
• 5 驱动与应用程序开发及系统调试
• 5.1 引言
• 5.2 Windows平台下的驱动程序开发
• 5.2.1 Windows作为数据采集软件平台的可行性
• 5.2.2 开发工具的选择
• 5.2.3 驱动程序开发流程
• 5.3 应用程序设计
• 5.3.1 对PCI9656的读写设计
• 5.3.2 对存储卡上存储器的读写设计
• 5.3.3 对FPGA控制器的读写设计
• 5.3.4 PCI9656中断设置
• 5.3.5 用户界面开发
• 5.4 硬件电路与系统调试
• 5.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献