SAR回波模拟器的数据传输接口研究与设计

论文摘要

合成孔径雷达(SAR:Synthetic Aperture Radar)成像技术是雷达技术、现代电子技术和数字信号处理技术的有机结合。合成孔径处理的成像处理运算量非常巨大,要用硬件实现实时成像处理,除了需要高性能的处理芯片外,高性能的数据通信接口也是关键。PCI是一种高性能的计算机局部总线,拥有很高的传输速度,非常适合于图形、图像等高速外围设备的需要。因此基于PCI总线的通用信号处理机能够充分发挥数字信号处理器和PCI总线的优势,满足雷达信号实时处理、传输的要求,在现代雷达信号处理中得到广泛应用。由于SAR回波模拟器由DSPs并行信号处理板和FPGA信号卷积处理板组成,两块处理板之间的高速数据通信技术同样至关重要。基于LVDS高速串行技术的传输方案可以满足高速数据传输的要求,同时降低了互连总线的复杂度和系统成本。本文主要研究SAR回波模拟器中高速数据接口,主要内容包括以下方面:1.围绕PCI9054完成PCI总线接口设计,完成FPGA中PCI9054读写控制逻辑。2.完成了SAR回波模拟器信号处理机PCI驱动程序设计、编写以及调试,以及编写Windows下的测试控制程序。3.研究分析SAR回波模拟器中两块信号处理板的LVDS信号传输机制,及制定系统的初步硬件设计。调试结果表明,PCI总线接口逻辑、驱动程序与控制界面程序均基本满足系统设计的要求,能够实现系统的正常运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 合成孔径雷达模拟技术研究的现实意义
• 1.2 基于PCI 总线的SAR 回波模拟器的现实意义
• 1.3 LVDS 标准在雷达信号处理中的应用
• 1.4 项目背景及研究内容
• 1.5 本文结构安排
• 第二章 PCI 总线接口技术概述及方案选择
• 2.1 PCI 总线概述
• 2.1.1 PCI 总线系统结构及特点
• 2.1.2 PCI 总线信号
• 2.1.3 PCI 传输机制及总线操作
• 2.2 PCI 总线接口控制器
• 2.2.1 可编程逻辑器件实现
• 2.2.2 专用接口芯片实现
• 第三章 PCI9054 接口芯片简介及 LOCAL 端时序控制
• 3.1 PCI9054 简介及工作模式选择
• 3.1.1 PCI9054 的结构和性能
• 3.1.2 PCI9054 本地总线工作模式
• 3.1.3 PCI9054 从模式及 DMA 传输方式
• 3.2 FPGA 芯片 XC3S200 设计
• 3.2.1 XC3S200 芯片资源
• 3.2.2 EEPROM 加载配置
• 3.2.3 FPGA 模块设计
• 3.3 PCI9054 本地端的时序控制设计
• 3.3.1 FPGA 的读写时序设计
• 3.3.2 FPGA 的中断控制模块
• 3.3.3 PCI 总线接口数据通信调试
• 第四章 PCI9054 总线设备的驱动程序设计
• 4.1 Windows 驱动程序概述
• 4.1.1 驱动程序类型介绍
• 4.1.2 WDM 驱动程序的构成
• 4.1.3 WDM 驱动程序的特点
• 4.2 开发工具的选择
• 4.3 PCI 驱动程序功能设计
• 4.3.1 驱动程序功能和流程设计
• 4.3.2 驱动程序框架的建立
• 4.3.3 PCI 驱动程序的基本例程
• 4.3.4 PCI 内部寄存器及本地端存储器的访问
• 4.3.5 PCI 驱动程度的DMA 设计
• 4.4 PCI 驱动程序的中断编程
• 4.4.1 SAR 回波模拟器本地中断通知应用程序执行DMA 传输设计
• 4.4.2 驱动程序本地中断流程设计
• 4.5 驱动调试工具及方法
• 第五章 板级间的LVDS 数据传输研究
• 5.1 DSPs 并行信号处理板和 FPGA 信号卷积处理板的数据通信
• 5.1.1 LVDS 技术特点
• 5.1.2 LVDS 信号传输方案选择
• 5.2 DSPs 并行信号处理板 LVDS 信号发送端设计
• 5.2.1 TigerSHARC 系列DSP 链路口介绍
• 5.2.2 TigerSHARC 链路口通信要点
• 5.3 FPGA 信号卷积处理板LVDS 信号接收端设计
• 5.3.1 EP2S90F1020C4 实现链路口协议可行性分析
• 5.3.2 EP2S90F1020C4 链路口接收端设计
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文