基于LVDS技术的通讯卡研制

论文摘要

分布式测控系统由于其在民用和军用方面的广泛应用,受到了越来越多的重视。与此同时,应用于测试系统的数采设备性能也得到了迅速的提高,因此导致了数据传输量成倍地增加,现有的数据传输系统已经无法满足实际需求。因此研制高速数据传输系统已经成为分布式测控系统发展急需解决的问题之一。本课题应用PCI总线技术、DMA数据传输技术和LVDS信号技术实现了高速数据通讯板的设计。课题选用PCI-9054芯片作为PCI总线控制器并采用DMA技术设计实现了通讯板与计算机之间的高速数据传输;课题采用高性能FPGA,综合运用硬件描述语言、数据传输同步技术以及模块化思想设计实现了并行数据与串行数据之间的转换以及数据传输控制;通过FPGA内的控制模块与高速静态RAM的配合应用,课题完成了PCI总线控制器与高速数据收发模块之间的数据缓存;课题采用FPGA提供的LVDS信号接口,设计实现了LVDS高速串行数据传输通道并利用高速PCB设计方法进行设计以保证信号的完整性。在完成硬件设计的基础上,本课题采用VC6.0完成了通讯板应用程序的开发。本课题分别采用了误码率与眼图的测试方案针对高速数据传输的性能进行了测试。测试在实验室条件下完成。测试结果表明,通讯板的开发完成了设计指标要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文课题背景
• 1.2 数据传输技术的研究历史和现状
• 1.2.1 计算机总线技术的发展
• 1.2.2 信号传输方式的发展
• 1.2.3 信号传输技术的发展
• 1.3 论文研究内容
• 第2章 总体方案设计
• 2.1 前言
• 2.2 设计主要技术指标
• 2.3 硬件总体方案设计
• 2.3.1 硬件需求分析
• 2.3.2 硬件总体框图
• 2.4 软件总体方案设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 硬件设计
• 3.1 前言
• 3.2 PCI总线技术的应用
• 3.2.1 PCI总线接口设计方案
• 3.2.2 PCI总线基本信号
• 3.2.3 PCI总线控制器PCI-9054
• 3.2.4 PCI-9054 支持的PCI总线数据传输机制
• 3.2.5 PCI总线接口配置空间设置
• 3.2.6 特殊引脚的连接
• 3.2.7 硬件印刷电路板设计
• 3.3 静态RAM的应用
• 3.4 LVDS技术的应用
• 3.4.1 LVDS技术标准
• 3.4.2 LVDS技术的特点
• 3.4.3 典型的LVDS接口
• 3.4.4 LVDS技术应用方案设计
• 3.4.5 FPGA应用的外围电路设计
• 3.4.6 LVDS信号布线设计
• 3.4.7 LVDS信号传输电缆的选择
• 3.5 FPGA及其内部逻辑设计
• 3.5.1 FPGA芯片的选型
• 3.5.2 FPGA的功能设计总述
• 3.5.3 PCI总线适配器模块设计
• 3.5.4 LVDS信号传输控制模块设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 软件设计
• 4.1 前言
• 4.2 WDM驱动程序模型
• 4.2.1 设备和驱动程序的层次结构
• 4.2.2 WDM驱动程序的特点
• 4.3 驱动程序开发工具的选择
• 4.4 WDM驱动程序的实现
• 4.4.1 DMA数据传输开发方案
• 4.4.2 WDM驱动程序的开发
• 4.5 应用程序的开发
• 4.6 本章小结
• 第5章 系统调试与性能测试
• 5.1 前言
• 5.2 PCI总线接口调试
• 5.2.1 调试方案设计
• 5.2.2 调试过程与结果
• 5.3 LVDS应用方案调试与测试
• 5.3.1 调试与测试方案设计
• 5.3.2 调试过程与结果
• 5.4 综合性能测试
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢