一、基于PCI总线高速数据采集系统的研究（论文文献综述）
张雪钰[1]（2021）在《通用型综合等效设备的设计与实现》文中研究指明综合等效设备主要用于模拟弹上测控设备和外系统设备,实现弹上和弹地的接口及功能仿真,模拟弹上设备时实现弹地接口的全覆盖测试,模拟外系统设备时实现弹上接口的信号模拟,这对于弹上设备可靠性的提高具有十分重要的意义。常规的等效设备往往针对特定的测试对象,功能固定,接口较少,升级和维护过程繁琐,且一套等效设备包含工控机、显示屏、键盘、电缆等,不利于多场合的调度。针对以上问题,研究一种能涵盖更多功能需求,同时具备通用性、可靠性和可扩展性的便携综合等效设备是十分必要的。本文在考虑可靠性、便携性和可扩展性的基础上,结合国内外自动测试系统的发展现状,提出基于CPCI总线的便携式综合等效设备的方案。设备使用一体化标准多槽3U CPCI机箱,将屏幕、键盘和系统控制器均集成在工控机中,提高了设备的便携性和可扩展性;采用PCI总线保证了数据链路的稳定性;同时采用模块化设计,根据信号类型进行板卡区分,完成了开关量板卡、数字量RS422板卡、LVDS板卡、模拟量板卡的硬件设计。每块板卡均采用FPGA作为主控芯片,采用PCI9054作为桥接芯片,由于等效器输出信号繁多,在设计时考虑差分信号、高速信号及电气隔离等需求,提高硬件电路的可靠性。设备配合板卡参数可配置的上位机软件,辅助综合等效器进行激励信号的输出及数据采集分析工作,提高设了设备的通用性。采用专用测试工装,对各板卡功能进行测试,测试结果表明,该综合等效器可根据上位机配置实现对应接口信号的输出及信号采集功能,设计内容符合各项需求。同时该设备具有良好的通用性,能够极大的缩短同类设备的研发周期,具有一定的工程价值。
白宏义[2]（2020）在《基于FPGA的PXI通信板卡设计与实现》文中进行了进一步梳理PXI（PCI Extensions for Instrumentation）平台通过对PCI（Peripheral Component Interconnect）进行补充信号,继承PCI总线的优势,并增加了特有的功能。随着科学日益发展进步,如何以最短时间,最快的速度,制造出最有效和竞争力的自动测试系统成为人们逐渐关注的重点,是一门特别大的学问。而PXI测试平台因为其很快的速度,很大的容量,较低的成本,较强的可靠性,在自动测试平台相关项目中成为很重要很频繁的选择。而PXI板卡的设计是实现PXI平台至关重要的一环。本文针对某航天测试台高速总线接口的需求,开展了基于PXI总线的高速板卡设计开发。在查阅大量资料,充分理解PXI协议的基础上,提出采用可编程逻辑器件（包括FPGA,CPLD等）自己写程序来完成PXI协议的通用功能。该设计以FPGA为主控芯片,控制外部电路进行数据采集,将采集的数据与PXI背板信号进行交互,通过PXI高速接口传输到计算机上。软件接口是通过WINDOWSXP系统,WDM驱动结构,DRIVERWORKS和DDK驱动开发软件完成相关的PXI驱动程序。并且,开发了相应的应用测试程序。不同于以往的PXI测试平台,本次设计的PXI通信板卡没有采用专用的PCI芯片,而是单独以FPGA完成PXI协议,相对于传统的PXI板卡,开发周期更短,成本较低,更加有针对性的节约逻辑资源,设计更加灵活,有重要的工业价值。最后通过搭建测试平台,测试证明,此次设计的板卡实现了PXI接口的基本功能和高速数据传输。
王旭东[3]（2020）在《基于FPGA的多通道数据采集系统的设计》文中研究表明数据采集是科研的基础,如何设计多通道、高采样率、高传输速率、高精确性、高通用性的数据采集系统,一直是数据采集系统的发展方向。本文主要针对目前常用的多通道数据采集卡应用的局限性,通过学习理论基础和借鉴成熟的设计方案,对基于FPGA的多通道数据采集系统进行研究和设计。通过对比若干设计方法,选择合适的设计方案实现多通道、高精度的数据采集。本文通过对比多种数据接口方案,对PCI总线技术作了深入研究,采用PCI总线接口芯片PCI9054实现数据传输。根据设计经验,预估系统数字逻辑规模,选择Cyclone IV系列EP4CE75作为系统的主控芯片。通过设计FPGA数字逻辑,实现多通道信号采集和数字输入输出接口控制;设计采集卡驱动程序和上位机应用软件完成数据传输、处理、显示和存储;测量精度是数据采集的基本要求,通过建立模型分析系统误差来源,采用曲线拟合和神经网络算法实现系统误差的自校准,提高系统测试精度。本文设计的数据采集系统可以对48路单端模拟信号或者24路差分模拟信号进行采集,采集精度为16bits,采样深度可达到8M×16bits;提供48路数字输入输出接口,用于控制或者数字信号的测频计数。开发的上位机应用软件可以实现对采集卡的控制和实时数据处理,通过整机测试,采集系统的性能达到设计要求。
贾树林[4]（2019）在《示波记录仪中FPGA高速传输接口的设计与应用》文中研究指明随着示波记录仪等复杂数据采集系统对采样率、通道数、带宽、波形捕获率和存储深度等技术指标的要求越来越高,以及具备的波形分析功能越来越丰富,而波形数据的传输速率是制约其性能指标的关键因素。集成电路工艺的发展使得FPGA在高速传输领域的应用愈加广泛,因此研究FPGA高速传输技术对于提高示波记录仪的性能指标有着重要意义。本文重点研究具备带宽自适应（1）的FPGA间高速传输系统,以及FPGA与上位机之间的交互采用应用最为广泛的PCIe高速接口,研究不同功能的数据源与PCIe接口的最佳传输控制方案,最后提出优化DMA效率的方法,并将上述接口应用于示波记录仪中,主要内容如下:1、通过分析示波记录仪的总体方案需求获取高速传输的具体需求,综合各类采集板卡的隔离性、高速性、兼容性等传输要求,制定最符合实际要求的FPGA间传输方案,根据示波记录仪中普通采集、深存储、双捕获、实时运算等多功能需求,选择最适合该情形下FPGA与上位机之间数据交互的方案。2、设计并实现具备带宽自适应功能的FPGA间串行传输系统,实现单通道100MSPS高速采集板卡上两片FPGA间1.6Gbps的高速隔离传输,以及双通道板卡片间3.2Gbps的传输,并确保在系统时钟下两个通道间传输前后不造成相位差,该系统对于不同采样率、不同ADC分辨率的采集板卡上FPGA间传输具有一定的兼容性。3、设计并实现FPGA与上位机之间的PCIe高速数据传输,包括PCIe接口硬件电路设计,以及基于PCIe IP核的高效率DMA读写控制器、单字读写控制器的逻辑设计,着重设计不同存储器与PCIe接口的传输控制方案,实现来自普通采集FIFO、深存储DDR3、双捕获SSRAM、实时运算等不同数据源通过分时复用PCIe接口传输至上位机,最后分析PCIe总线DMA效率并提出改善的方法。测试结果表明FPGA间传输接口能对单通道04.795Gbps的带宽达到自适应,带宽利用率高达90.82%,传输前后多通道间相位差精度为10ns;PCIe总线的DMA控制器单次最大支持8MB的数据传输,PIO控制器支持16KB的参数读写空间,PCIe接口的跨时钟反馈控制方案充分满足示波记录仪的功能需求,优化后的方案中DMA传输速率得以翻倍,但仍具有较大提升空间。
牛爱苹[5]（2013）在《基于PCI总线的高速数据采集模块软件设计》文中研究指明在射频、通讯、测控、航天、动态检测等高科技领域中，数据采集作为一种反馈及控制手段，至关重要。本文所设计的基于PCI总线的高速数据采集模块使用快速高效的DMA结合中断方式将数据传输至计算机，能够同时满足人们对速度和精度的要求并且模块开发的成本较低，适于应用推广。基于PCI总线的高速数据采集模块，利用计算机作为上层控制中心，将采集到的数据通过PCI总线传输至计算机，经过设备驱动程序和仪器驱动程序的层层传递与控制传送到人机交互界面进行分析与显示，并且能够以一定的数据格式存储，使得这些数据能为模块外其它程序所用。本文主要设计并实现了基于PCI总线的高速数据采集模块的软件部分，包括底层设备驱动设计、仪器驱动设计和人机交互界面设计，并对与软件密切相关的硬件部分进行了简单的介绍。通过DriverStudio开发工具开发符合WDM驱动模型的设备驱动程序，选择合适的驱动例程完成设备IRP的分析与处理；采用微软Visual C++6.0开发动态链接库形式的仪器驱动程序，封装了软硬件通信协议及模块功能的具体实现方法，只提供功能函数接口供人机交互界面调用，使得模块的软硬件具体工作对上层用户透明；使用CVI开发高速数据采集模块的人机交互界面程序，构建仪器的用户面板，直观形象的展示数据采集结果，并能够对数据进行时域波形的简单分析。最后对模块进行了整体的调试以及功能验证，总结了调试过程中出现的问题并通过分析找到解决办法，完成了模块整个软件部分的全部功能设计。经过大量的试验验证表明，该模块实现了对高速数据的采集和分析，并能够保存采集到的数据，完成了本文的设计目标，具有较为普遍的应用价值。
田壮[6]（2013）在《基于PCI总线的数据采集系统设计》文中研究表明数据采集是测试系统的关键环节，高速数据采集对提高整个系统的性能有着重要意义。在动态测试领域，经常需要在现场进行高速的实时采集。PCI总线结构简单、成本低且技术成熟，是数据采集领域主流的总线系统。本设计提出了一种基于PCI的数据采集系统的设计方案，先将采集到的数据通过PCI总线高速传输到上位机内存，然后再进行后期的分析和处理，实现了数据的高速采集与传输，取得了良好的效果。本文在对以往数据采集系统设计方案学习借鉴的基础上，提出了基于PCI总线的高速数据采集系统的实施方案，并在方案中设计与实现了微弱信号检测功能，从而使系统也可对微弱信号进行高速采集、存储与处理。本论文首先介绍了数据采集技术和微弱信号检测技术的发展现状，然后对PCI数据采集系统进行了整体方案的设计，并对系统的硬件电路、控制逻辑以及驱动程序进行了详细的设计与实现。在对PCI总线传输系统实现的原理和方法进行了深入研究的基础上并且综合考虑性能和成本等因素，确定用专用的总线协议芯片PCI9054来设计PCI总线接口，并用FPGA控制整个电路时序。硬件实现部分详细介绍了数据采集、PCI总线接口设计以及PCB设计；软件实现部分介绍了FPGA控制逻辑设计、驱动设计和应用软件的设计。PCI总线的接口设计、FPGA时序逻辑是本设计中的重点和难点。最后对系统的性能进行了测试，结果表明系统性能达到所需要求。
贺宁[7]（2012）在《基于PCI总线的多通道信号采集系统的研究与设计》文中进行了进一步梳理现今,在实验室研究、测试和测量以及工业自动化领域中,绝大多数科研人员和工程师使用配有PCI、PXI/CompactPCI、PCMCIA、USB、IEEE1394、ISA.并行或串行接口的个人电脑（PC）采集数据。许多应用系统使用插入式设备采集数据并把数据直接传送到计算机内存中,而某些应用系统中数据采集卡和PC分离,只通过并行或串行接口和PC相连。为此,本文利用计算机PCI总线突出的数据传输性能,研制了基于PCI总线的数据采集系统,应用这套系统,可以实现多通道高精度信号同步传入存储单元,数据经过PCI总线传入电脑进行后续处理。本文主要以开发流程设计原理为主,着重叙述软硬件的开发流程以及开发过程中遇到的各种问题。本系统的设计分为硬件电路和软件两大部分,硬件部分详细介绍了PCI总线的结构原理以及传输特性,给出了PCI总线的基本结构和规范协议,并提出了一种简单可行的PCI总线和外部总线接口的设计方案。然后运用Altium Designer6软件设计系统硬件结构原理图和PCB图。软件部分详细介绍了采用QuartusII开发状态转换机、采用driverstudio开发板卡的驱动程序以及上位机软件的流程。
刘连伟[8]（2012）在《基于Mini PCI数据采集接口电路的研究与设计》文中研究说明数据采集系统是信息处理过程中的关键环节，对不同的场合采集系统接口电路的设计指标也各不相同。目前，用于PC机的采集系统接口电路大部分是以ISA为主的，这使得数据传输速率相对较低，从而阻碍了数据告诉传输的实现。MiniPCI问世后，作为一种高性能的局部总线，以其独特的优点和突出的性能逐渐替代数据传输速率较低的ISA总线，成为PC机的主流总线。本课题着重研究基于MiniPCI总线和TMS320C6205DSP技术实现对信号的高速、高精度A/D数据采集系统接口电路的设计，以适应需要。本论文主要研究了Mini PCI[1]总线的特点、Mini PCI[1]总线规范、Mini PCI[1]总线操作和PCI与MiniPCI[1]的区别等相关技术内容。在硬件设计方面，该系统有64路开关量、16路模拟量和1路交流量组成，针对信号调理电路、A/D模数转换电路、数据缓存电路、Mini PCI[1]接口电路、DSP控制电路和DSP与A/D接口电路等部分的设计思路和实际电路实现方法进行了详细的研究。采用凌特公司的LTC1606实现模数转换;采用TI公司TMS320C6205[3]数字信号处理器进行数据的采集与存储，它即可完成对信号的采集控制，又能完成数据的传输控制;用CY7C4265实现A/D与DSP间的数据缓存和电平转换，通过TMS320C6205内嵌的PCI接口模块实现DSP与PC机Mini PCI接口间的数据传输，避免了外接PCI接口芯片，简化了系统设计的复杂性。简单分析了数据采集接口电路PCB的制作过程及其版图设计过程中需要注意的问题并利用仿真软甲Pspice16.3对电路进行了简单的仿真，确保设计的合理性。在软件设计方面，是实现整个系统功能的另一个重要环节，需要涉及到设备驱动程序和数据采集系统的应用程序两大部分，采用了WinDriver和VisualC++分别开发了MiniPCI设备的驱动程序和应用程序。
何文涛[9]（2011）在《基于PCI总线数据采集系统的研究与设计》文中指出随着计算机和数据通信技术的发展,数据采集技术已经在各个领域中得到广泛的应用。在数据采集和信号控制系统中,良好的数据采集功能以及快速的数据传输处理控制功能无疑成为数据采集系统的主要关注点。在很多现场环境中,保证数据高效快速的传输成为非常重要的因素,特别是在自然环境复杂的海洋工程中,实时性能成为研究的主要课题。目前国内使用的数据采集卡的总线数据传输速率和实时性等方面性能都很难让人满意。因此,研制一款高速高效的数据采集卡成为了当今主要研究方向。本文以大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室的造波机为应用背景,设计开发一款基于PCI总线的数据采集卡,通过与本地端控制器FPGA配合,实现数据采集。本文首先提出了一款基于PCI总线数据采集卡的设计方案,对设计方案进行详细分析和可行性验证。然后根据设计方案对数据采集卡各部分模块进行器件选型并完成系统硬件电路设计,采用两片16路多路开关配合差分输入放大器芯片实现可偏移的单端32路和可偏移的差分16路输入方式电路设计。利用Verilog HDL语言实现程序代码的编写工作,完成FPGA内部逻辑控制模块程序编写。根据数据采集系统功能要求,利用Windriver完成数据采集卡的PCI总线驱动程序开发,主要实现实时读取方式、中断方式以及DMA方式三种数据传输工作模式。最后完成数据采集系统整体功能调试工作,利用SignalTap对FPGA内部硬件逻辑功能设计模块进行调试,观测各模块时序图并给出仿真结果同时利用PCI总线驱动程序测试三种工作方式下系统总线数据传输速率。实验结果证明基于PCI总线数据采集卡研制成功,系统工作正常并且具有非常高的数据传输速率。
纪大伟[10]（2011）在《基于PCI总线的多通道信号实时采集处理系统设计与实现》文中研究说明信号采集与处理技术是信息技术的重要组成部分，以计算机技术、电子学技术以及测试计量技术等为基础，是获取信息的有效手段和主要途径。多轴多通道联动控制系统采用现代运动控制学科的众多核心技术，广泛应用于多轴联动数控加工中心、多自由度工业机器人以及空间遥感器载荷的运动机构等领域。多轴多通道联动控制系统的技术发展、性能升级，对于运动控制系统测试设备的性能要求不断提高。为了克服传统测试设备信号通道单一、数据传输速率慢、检测信息实时性差等不足，满足多通道并行测试、高速传输与实时显示检测数据的需求，提出集PCI总线与FPGA技术于一体的的多通道信号实时采集处理系统设计方法，充分利用PCI总线传输速率高和FPGA数据分析处理快的特点，实现多通道信号并行、实时、高速采集处理的目的。依据多轴联动控制仿真测试设备的性能和应用需求，给出了信号频率检测、幅值检测和光电编码器反馈的仿真测试模型，设计了基于PCI总线的多通道信号实时采集处理系统，完成了系统的电路设计、驱动程序和应用程序设计。针对高速并行采集多通道驱动控制信号的特点，在FPGA内部采用仿真测试模型及相应算法进行数据分析与处理；产生的检测数据通过PCI总线高速传输给主控计算机进行存储与实时显示；产生的反馈数据采用RS‐422串行通信反馈给运动控制系统。采用两轴联动的4相8拍步进电机驱动控制系统作为被测系统进行仿真测试实验，实验结果表明：该信号采集处理系统能够并行、实时采集处理工作频率≤1KHz，电压幅值≤12V的双通道8路驱动控制信号；采样频率12MHz、采样精度12bit；实时显示各路信号的频率、幅值、转向及故障判别等信息，同时由驱动控制系统实时显示反馈信息，满足多轴联动控制仿真测试设备的应用需求。
二、基于PCI总线高速数据采集系统的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于PCI总线高速数据采集系统的研究（论文提纲范文）
（1）通用型综合等效设备的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 ATS国内外发展现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内发展现状 |
| 1.2.3 发展趋势 |
| 1.3 测试总线发展现状 |
| 1.4 本文主要工作及章节安排 |
| 2 通用型综合等效器总体设计 |
| 2.1 系统功能分析及功能指标 |
| 2.1.1 系统功能分析 |
| 2.1.2 功能需求 |
| 2.2 系统总体方案设计 |
| 2.2.1 设备总体通信方式选择 |
| 2.2.2 系统总体方案设计 |
| 2.2.3 系统总体通信协议设计 |
| 2.3 系统工作流程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 通用型综合等效器硬件电路设计 |
| 3.1 模拟量通信板卡设计 |
| 3.1.1 PCI接口设计 |
| 3.1.2 信号源输出设计 |
| 3.1.3 采集电路设计 |
| 3.2 开关量卡电路设计 |
| 3.2.1 开关器件选型 |
| 3.2.2 开关量输出电路 |
| 3.2.3 开关量采集电路 |
| 3.3 RS422 电路设计 |
| 3.4 LVDS电路设计 |
| 3.4.1 图像数据传输设计 |
| 3.4.2 LVDS数据远距离传输设计 |
| 3.5 布局布线规则 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 系统软件和关键逻辑设计 |
| 4.1 通用型上位机设计 |
| 4.1.1 参数配置 |
| 4.1.2 功能设计 |
| 4.2 PCI接口逻辑设计 |
| 4.3 直流模拟电压输出逻辑设计 |
| 4.4 LVDS信号传输逻辑设计 |
| 4.4.1 图像数据传输逻辑设计 |
| 4.4.2 LVDS数据传输逻辑设计 |
| 4.5 开关量逻辑设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 性能测试与验证 |
| 5.1 测试平台搭建 |
| 5.2 功能测试与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于FPGA的PXI通信板卡设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 国内外测试系统发展历程 |
| 1.3 PXI发展历程 |
| 1.4 论文的主要研究工作 |
| 1.5 论文的结构安排 |
| 2 PXI的关键技术的研究 |
| 2.1 PXI总线的特点 |
| 2.2 PXI总线的组成 |
| 2.2.1 PXI的信号组 |
| 2.2.2 PXI的地址空间 |
| 2.2.3 PXI总线的操作类型 |
| 2.2.4 PXI总线的传输控制 |
| 2.3 PXI总线的拓扑结构 |
| 2.3.1 PXI总线的体系结构 |
| 2.3.2 PXI总线的系统结构 |
| 2.4 PXI接口的开发现状 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 总体方案和硬件实现 |
| 3.1 PXI高速通信板卡总体设计方案 |
| 3.1.1 性能指标 |
| 3.1.2 总体设计框图 |
| 3.2 PXI板卡硬件电路设计 |
| 3.2.1 PXI接口电路及FPGA控制模块设计 |
| 3.2.2 FPGA配置电路 |
| 3.2.3 电源模块设计 |
| 3.2.4 串口通信模块设计 |
| 3.2.5 电源隔离模块设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 系统软件逻辑设计 |
| 4.1 系统软件逻辑总体设计框图 |
| 4.2 PXI协议VHDL实现 |
| 4.2.1 配置空间设置 |
| 4.2.2 接口逻辑 |
| 4.2.3 状态机 |
| 4.3 PXI软件驱动开发 |
| 4.3.1 操作系统方案选择 |
| 4.3.2 PXI驱动开发方案选择 |
| 4.3.3 PXI驱动程序的具体实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 应用程序设计和测试 |
| 5.1 测试平台搭建 |
| 5.2 综合测试分析 |
| 5.3 测速 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于FPGA的多通道数据采集系统的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3 课题来源及研究的主要内容 |
| 1.4 论文章节结构 |
| 第2章 系统设计方案 |
| 2.1 总体设计方案 |
| 2.2 模拟采集通道设计方案 |
| 2.3 数字输入输出通道设计方案 |
| 2.4 数据传输接口模块方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 多通道数据采集系统硬件设计 |
| 3.1 系统控制电路设计 |
| 3.2 模拟采集通道设计 |
| 3.2.1 多通道数据采集方案和单端差分切换方案 |
| 3.2.2 模数转换模块电路 |
| 3.2.3 模拟前通道信号调理电路 |
| 3.3 数字输入/输出通道 |
| 3.4 PCI接口电路 |
| 3.5 电源模块设计 |
| 3.5.1 ±11V和+5V模拟电源模块设计 |
| 3.5.2 基准电源模块设计 |
| 3.5.3 3.3V模拟电源模块设计 |
| 3.5.4 5V校准电源模块设计 |
| 3.5.5 数字电源模块设计 |
| 3.5.6 系统功率估算 |
| 3.6 整板规划 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 FPGA数字逻辑设计 |
| 4.1 锁相环模块 |
| 4.2 ADC控制模块设计 |
| 4.3 增益控制模块 |
| 4.4 采集通道控制模块 |
| 4.5 FIR数字滤波器模块 |
| 4.6 FIFO控制模块 |
| 4.7 PCI总线控制模块 |
| 4.8 定时/计数模块 |
| 4.9 模块联调 |
| 4.10 本章小结 |
| 第5章 虚拟仪器 |
| 5.1 驱动程序设计 |
| 5.2 图形界面 |
| 5.3 系统运行测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 系统测试和误差校准 |
| 6.1 静态误差分析 |
| 6.2 系统误差线性拟合 |
| 6.3 系统误差非线性拟合 |
| 6.4 温度漂移误差及校正 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）示波记录仪中FPGA高速传输接口的设计与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 示波记录仪的研究现状 |
| 1.2.2 高速传输技术的研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 本文结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 示波记录仪中高速传输接口的方案研究 |
| 2.1 高速传输接口的需求分析 |
| 2.1.1 示波记录仪的总体方案需求分析 |
| 2.1.2 高速传输方式的方案分析 |
| 2.2 高速传输接口的方案分析 |
| 2.2.1 FPGA间高速传输方案分析 |
| 2.2.2 FPGA与上位机间的高速传输方案分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 带宽自适应的FPGA间串行传输系统 |
| 3.1 FPGA高速收发器原理 |
| 3.1.1 高速收发器内部结构 |
| 3.1.2 高速收发器时钟网络结构 |
| 3.1.3 高速收发器初始化设计 |
| 3.2 带宽自适应的串行传输系统模块设计 |
| 3.2.1 GTX光纤连接硬件电路设计 |
| 3.2.2 发送端缓存编码设计 |
| 3.2.3 接收端解码缓存设计 |
| 3.2.4 多通道间同步及绑定设计 |
| 3.2.5 链路速率设计 |
| 3.3 FPGA间传输系统的总体实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 PCIe高速接口模块设计与实现 |
| 4.1 PCIe总线概述 |
| 4.1.1 PCIe总线拓扑及层次结构 |
| 4.1.2 PCIe总线协议规范 |
| 4.2 PCIe接口硬件电路设计 |
| 4.3 PCIe协议用户逻辑模块设计 |
| 4.3.1 PCIe协议封装模块设计 |
| 4.3.2 PCIe协议解析模块设计 |
| 4.3.3 BAR空间存储器模块设计 |
| 4.3.4 轮询操作与中断操作 |
| 4.4 跨时钟域FIFO反馈控制模块设计 |
| 4.4.1 PCIe发送端FIFO设计 |
| 4.4.2 PCIe接收端FIFO设计 |
| 4.5 提高PCIe总线DMA效率的方法 |
| 4.6 PCIe传输系统总体控制设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 系统功能测试与验证 |
| 5.1 系统测试方法与方案 |
| 5.2 系统测试平台的搭建 |
| 5.3 FPGA间高速传输功能验证 |
| 5.3.1 GTX单通道高速传输测试 |
| 5.3.2 带宽自适应功能测试与验证 |
| 5.3.3 多通道绑定及同步功能验证 |
| 5.4 PCIe总线传输功能测试 |
| 5.4.1 PIO模式与DMA模式功能验证 |
| 5.4.2 缓存反馈传输控制验证 |
| 5.4.3 PCIe总线DMA传输速率测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 |
（5）基于PCI总线的高速数据采集模块软件设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 数据采集理论概述 |
| 1.2 研究背景和意义 |
| 1.3 本文主要任务及章节结构介绍 |
| 第二章 高速数据采集模块总体方案 |
| 2.1 需求分析 |
| 2.1.1 功能需求 |
| 2.1.2 技术需求 |
| 2.2 模块硬件设计概述 |
| 2.3 模块软件总体框架 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高速数据采集模块设备驱动程序设计 |
| 3.1 设备驱动程序设计分析 |
| 3.1.1 驱动程序的运行环境 |
| 3.1.2 驱动开发模型及工具选择 |
| 3.1.3 WDM 驱动特性及主要例程 |
| 3.1.4 PCI9054 使用分析 |
| 3.2 设备驱动程序设计 |
| 3.2.1 驱动结构 |
| 3.2.2 模块控制 |
| 3.2.3 中断处理 |
| 3.2.4 DMA 数据传输 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 高速数据采集模块仪器驱动程序设计 |
| 4.1 需求分析 |
| 4.2 仪器驱动程序的通信设计 |
| 4.2.1 从应用程序到驱动程序的通信 |
| 4.2.2 从驱动程序到应用程序的通信 |
| 4.3 仪器驱动程序的功能实现 |
| 4.3.1 设备管理 |
| 4.3.2 数据采集 |
| 4.3.3 数据传输 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 高速数据采集模块人机界面程序设计 |
| 5.1 人机界面需求分析 |
| 5.2 人机界面软件设计 |
| 5.2.1 自测试功能设计 |
| 5.2.2 数据采集功能设计 |
| 5.2.3 波形观察功能设计 |
| 5.2.4 数据保存及辅助功能设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 高速数据采集模块软件的调试及功能验证 |
| 6.1 软件的安装 |
| 6.1.1 内核模式程序的安装 |
| 6.1.2 用户模式程序的安装 |
| 6.2 软件的调试 |
| 6.2.1 调试环境及工具 |
| 6.2.2 调试方法 |
| 6.2.3 模块功能验证 |
| 6.3 调试中出现的问题和解决方法 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻硕期间取得的研究成果 |
（6）基于PCI总线的数据采集系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 数据采集技术现状 |
| 1.2.2 微弱信号检测现状与发展 |
| 1.3 本课题完成的工作和主要内容 |
| 2.PCI数据采集系统基本理论 |
| 2.1 数据采集的基本理论 |
| 2.1.1 模数转换原理 |
| 2.1.2 系统性能栺标 |
| 2.2 微弱信号检测 |
| 2.2.1 微弱信号检测原理 |
| 2.2.2 微弱信号检测方法 |
| 2.2.3 累加平均原理分析 |
| 2.3 PCI总线技术 |
| 2.3.1 PC丨总线的主要特点和结构 |
| 2.3.2 PCI总线结构 |
| 2.3.3 PCI总线信号的定义 |
| 2.3.4 PCI总线操作命令 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.采集卡方案设计 |
| 3.1 硬件设计方案 |
| 3.1.1 PCI总线接口方案选择 |
| 3.1.2 主控芯片的选择 |
| 3.1.3 接口芯片的选择 |
| 3.2 软件设计方案 |
| 3.2.1 FPGA内部逻辑设计方案 |
| 3.2.2 采集卡驱动程序设计方案 |
| 3.3 本章小结 |
| 4.硬件电路设计 |
| 4.1 总体硬件方案设计 |
| 4.2 数据采集模块设计 |
| 4.3 PCI接口模块的设计 |
| 4.3.1 PCI9054与PCI总线接口电路设计 |
| 4.3.2 PCI9054与本地总线接口电路设计 |
| 4.3.3 配置F』EPROM电路设计 |
| 4.4 外围电路的设计 |
| 4.4.1 电源电路设计 |
| 4.4.2 时钟电路的设计 |
| 4.4.3 FPGA配置电路设计 |
| 4.5 PCI高速采集卡的PCB设计 |
| 4.6 硬件电路的调试过程 |
| 4.7 本章小结 |
| 5.系统软件设计及功能测试 |
| 5.1 FFGA内部逻辑设计 |
| 5.1.1 FPGA内部逻辑设计方案 |
| 5.1.2 时钟管理模块 |
| 5.1.3 触发模块 |
| 5.1.4 AD采集控制模块 |
| 5.1.5 双口 RAM缓冲累加控制模块 |
| 5.1.6 PCI接口控制模块 |
| 5.2 基于PLX SDK的驱动程序开发 |
| 5.2.1 软件开发总体设计 |
| 5.2.2 驱动程序的生成 |
| 5.3 图形化应用程序编写 |
| 5.4 功能测试 |
| 6.总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）基于PCI总线的多通道信号采集系统的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 模拟/数字信号转换原理 |
| 1.4 论文研究的内容 |
| 第二章 系统的总体设计 |
| 2.1 系统的结构分析 |
| 2.2 系统实现的功能 |
| 2.3 系统的技术指标以及可扩展性分析 |
| 第三章 PCI总线原理及接口电路的设计 |
| 3.1 PCI总线概述及协议分析 |
| 3.2 PCI局部总线信号定义 |
| 3.3 PCI总线的命令及操作 |
| 3.4 PCI总线仲裁协议 |
| 3.5 PLX9054接口电路 |
| 第四章 硬件体系结构 |
| 4.1 电源管理模块 |
| 4.2 调理模块 |
| 4.3 模数转换模块 |
| 4.4 数模转换模块 |
| 4.5 其他模块 |
| 第五章 软件部分 |
| 5.1 控制逻辑模块 |
| 5.1.1 FPGA 介绍 |
| 5.1.2 配置芯片 |
| 5.1.3 控制逻辑的实现 |
| 5.2 WDM驱动程序的开发 |
| 5.2.1 驱动程序介绍 |
| 5.2.2 WDM驱动开发过程 |
| 5.3 上位机软件的开发 |
| 第六章 系统测试和校正 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录Ⅰ 板卡结构PCB图 |
| 附录Ⅱ 板卡实物图 |
| 附录Ⅲ 测试所用的主要仪器 |
| 附录Ⅳ FPGA引脚图 |
（8）基于Mini PCI数据采集接口电路的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外发展现状及前景 |
| 1.3 论文主要内容和章节安排 |
| 第二章 MINI PCI 总线技术 |
| 2.1 MINI PCI 总线分析 |
| 2.1.1 Mini PCI 总线应用 |
| 2.1.2 Mini PCI 总线性能 |
| 2.1.3 Mini PCI 与 PCI 总线的区别 |
| 2.2 MINI PCI 总线规范 |
| 2.2.1 Mini PCI 总线信号定义 |
| 2.2.2 Mini PCI 总线传输协议 |
| 2.2.3 Mini PCI 总线配置空间 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 采集系统总体方案设计 |
| 3.1 采集系统设计要求 |
| 3.2 采集系统性能指标制定 |
| 3.3 采集系统结构设计 |
| 3.3.1 采集系统整体结构 |
| 3.3.2 开关量关键器件 |
| 3.3.3 模拟量关键器件 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数据采集接口电路设计 |
| 4.1 开关量电路设计 |
| 4.1.1 电路设计 |
| 4.1.3 设计结果分析 |
| 4.2 模拟量电路设计 |
| 4.2.1 信号调理电路 |
| 4.2.2 A/D 转换电路 |
| 4.2.3 数据缓存电路设计 |
| 4.2.4 DSP 控制电路 |
| 4.2.5 Mini PCI 接口设计 |
| 4.3 系统存储器设计 |
| 4.3.1 DSP 程序存储器接口设计 |
| 4.3.2 Mini PCI 存储器电路设计 |
| 4.4 系统外围电路设计 |
| 4.4.1 电源系统设计 |
| 4.4.2 系统时钟电路 |
| 4.4.3 系统复位电路 |
| 4.5 系统 PCB 电路板设计 |
| 4.6 系统电路仿真 |
| 4.6.1 开关量仿真 |
| 4.6.2 系统 JTAG 电路 |
| 4.6.3 模拟量仿真 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 采集系统软件设计 |
| 5.1 采集系统 WDM 驱动程序设计 |
| 5.1.1 WDM 驱动程序工作原理 |
| 5.1.2 WDM 驱动程序的设计方法 |
| 5.1.3 Mini PCI 总线的 WDM 设备驱动程序[33] |
| 5.2 数据采集 DSP 程序设计 |
| 5.2.1 程序开发过程分析 |
| 5.2.2 系统的 DSP 程序设计 |
| 5.2.3 Mini PCI 接口数据输出程序 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 6.1 难点与创新点 |
| 6.2 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）基于PCI总线数据采集系统的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 数据采集系统的发展及国内外研究现状 |
| 1.3 本论文主要的研究内容 |
| 2 基于PCI总线数据采集卡的总体设计架构 |
| 2.1 系统组成及工作原理 |
| 2.2 基于PCI总线数据采集卡的实现方案 |
| 2.3 数据传输接口方案选择 |
| 3 硬件构成与电路设计 |
| 3.1 数据采集卡输入接口芯片选型及电路设计 |
| 3.1.1 多路开关器件选型及电路设计 |
| 3.1.2 信号输入部分放大器器件选型及电路设计 |
| 3.1.3 A/D器件选型及电路设计 |
| 3.2 数据采集卡输出接口芯片选型及电路设计 |
| 3.2.1 电压输出电路设计 |
| 3.2.2 电流输出电路设计 |
| 3.3 PCI总线 |
| 3.3.1 PCI总线简介 |
| 3.3.2 PCI总线信号 |
| 3.3.3 PCI总线信号类型说明 |
| 3.4 PCI总线设备选型 |
| 3.5 PCI9054电路设计 |
| 3.5.1 PCI9054接口电路设计 |
| 3.5.2 PCI9054外围配置电路设计 |
| 3.5.3 PCI9054与FPGA接口电路设计 |
| 3.6 FPGA器件选型及电路设计 |
| 3.6.1 FPGA配置接口电路设计 |
| 3.6.2 FPGA系统时钟及PLL电路设计 |
| 3.6.3 FPGA与多路开关ADG1206接口电路设计 |
| 3.6.4 FPGA与可编程放大器接口电路设计 |
| 3.6.5 FPGA与AD7276接口电路设计 |
| 3.6.6 FPGA与DAC7625接口电路设计 |
| 3.7 外部扩展存储器选型及电路设计 |
| 3.8 I/O输入输出电路设计 |
| 3.9 系统电源设计 |
| 4 基于PCI总线数据采集卡的软件程序实现 |
| 4.1 FPGA逻辑控制设计 |
| 4.1.1 FPGA全局系统时钟 |
| 4.1.2 PCI9054本地总线逻辑控制 |
| 4.1.3 信号输入通路上A/D多路开关和放大器的逻辑控制 |
| 4.1.4 信号输出D/A的逻辑控制 |
| 4.1.5 SDRAM控制器的逻辑控制 |
| 4.2 PCI总线驱动模型及驱动程序设计工具简介 |
| 4.2.1 WDM简介 |
| 4.2.2 驱动程序开发工具选择 |
| 4.2.3 Windriver简介 |
| 4.3 PCI9054驱动程序实现 |
| 4.3.1 PCI9054设备驱动安装 |
| 4.3.2 PCI9054设备资源及寄存器配置 |
| 4.3.3 PCI9054驱动程序实现 |
| 5 PCI总线数据采集卡系统调试及测试结果 |
| 5.1 FPGA内部逻辑时序测试 |
| 5.1.1 本地总线仲裁时序测试 |
| 5.1.2 本地总线读写时序测试 |
| 5.1.3 数据采集模块时序测试 |
| 5.1.4 SDRAM控制器时序测试 |
| 3.1.5 DMA方式下总线传输时序测试 |
| 5.2 PCI总线性能测试 |
| 5.3 基于PCI总线数据采集卡整体性能测试 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）基于PCI总线的多通道信号实时采集处理系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.3 论文主要内容和结构安排 |
| 1.3.1 论文的主要内容 |
| 1.3.2 论文结构安排 |
| 第2章 PCI 总线及其接口设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算机总线发展及性能比较 |
| 2.3 PCI 局部总线概述 |
| 2.3.1 PCI 局部总线特点 |
| 2.3.2 PCI 局部总线的信号定义 |
| 2.3.3 PCI 局部总线的操作 |
| 2.4 PCI 总线接口的设计 |
| 2.4.1 PCI 总线接口设计方案 |
| 2.4.2 PCI 总线接口芯片的选择 |
| 2.5 PCI9054 性能概述 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 信号采集处理系统电路设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多轴联动控制仿真测试系统概述 |
| 3.2.1 多轴运动控制系统工作原理 |
| 3.2.2 多轴联动控制仿真测试设备工作原理 |
| 3.2.3 系统性能指标分析 |
| 3.3 信号采集处理系统组成及原理 |
| 3.4 信号预处理电路 |
| 3.5 A/D 转换电路 |
| 3.6 FIFO 与 SRAM 存储电路 |
| 3.6.1 FPGA 片外数据缓存单元 |
| 3.6.2 FPGA 片上数据缓存单元 |
| 3.7 数据通信电路 |
| 3.7.1 LVDS 通信电路 |
| 3.7.2 RS-422 通信电路 |
| 3.7.3 PCI 总线通信单元 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 FPGA 控制逻辑设计 |
| 4.1 FPGA 技术概述 |
| 4.1.1 FPGA 的基本结构 |
| 4.1.2 FPGA 芯片选型 |
| 4.2 FPGA 控制逻辑整体设计 |
| 4.3 控制指令分析模块 |
| 4.4 A/D 转换控制模块 |
| 4.5 数据分析处理模块 |
| 4.6 FIFO 与 SRAM 控制模块 |
| 4.6.1 FIFO 控制模块 |
| 4.6.2 SRAM 控制模块 |
| 4.7 数据通信控制模块 |
| 4.7.1 PCI 数据传输控制模块 |
| 4.7.2 LVDS 串行通信控制模块 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 信号采集处理系统软件设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统驱动程序开发 |
| 5.2.1 WDM 驱动程序模型 |
| 5.2.2 PCI 设备驱动程序常用开发工具 |
| 5.2.3 DriverWizard 生成驱动程序框架 |
| 5.2.4 调试和发布驱动程序 |
| 5.3 系统应用程序开发 |
| 5.3.1 系统驱动程序与应用程序交互机制 |
| 5.3.2 PCI 通信测试应用程序 |
| 5.3.3 多通道信号采集控制应用程序 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 系统功能调试与整体测试 |
| 6.1 系统主要功能模块测试 |
| 6.1.1 系统硬件主要功能模块概述 |
| 6.1.2 A/D 转换模块调试 |
| 6.1.3 片外异步 FIFO 模块测试 |
| 6.1.4 LVDS 通信模块测试 |
| 6.1.5 PCI 总线通信模块测试 |
| 6.2 系统整体测试 |
| 6.3 调试与测试实验结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 论文研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 指导教师及作者简介 |
| 致谢 |
四、基于PCI总线高速数据采集系统的研究（论文参考文献）
- [1]通用型综合等效设备的设计与实现[D]. 张雪钰. 中北大学, 2021(09)
- [2]基于FPGA的PXI通信板卡设计与实现[D]. 白宏义. 中北大学, 2020(09)
- [3]基于FPGA的多通道数据采集系统的设计[D]. 王旭东. 北华航天工业学院, 2020(08)
- [4]示波记录仪中FPGA高速传输接口的设计与应用[D]. 贾树林. 电子科技大学, 2019(01)
- [5]基于PCI总线的高速数据采集模块软件设计[D]. 牛爱苹. 电子科技大学, 2013(01)
- [6]基于PCI总线的数据采集系统设计[D]. 田壮. 中北大学, 2013(08)
- [7]基于PCI总线的多通道信号采集系统的研究与设计[D]. 贺宁. 内蒙古大学, 2012(01)
- [8]基于Mini PCI数据采集接口电路的研究与设计[D]. 刘连伟. 西安电子科技大学, 2012(04)
- [9]基于PCI总线数据采集系统的研究与设计[D]. 何文涛. 大连理工大学, 2011(07)
- [10]基于PCI总线的多通道信号实时采集处理系统设计与实现[D]. 纪大伟. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）, 2011(01)