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装置基于LVDS图像数据测试装置设计和实现

收藏本文 2024-03-19 点赞:16638 浏览:70819 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在航天测试领域,经常需要对系统所处环境的关键参数进行测试、存储以及后期的数据处理和浅析,以便对后续的科研提供参考依据。本论文针对航天试验需用的测试系统要求实时、高速、长线传输等特点,设计了基于LVDS的图像数据记录器地面测试装置,主要用于记录器的生产和调试时的单机测试,以及配合记录器完成遥测系统的系统测试。另外,针对以往的地面测试装置长线传输速度慢的不足,该测试装置采取抗干扰性强、高性能传输的LVDS接口技术,实现在50米双绞线电缆上以300Mbit/s的波特率进行数据传输。本论文详细阐述了该测试装置的设计工作,硬件电路采取FPGA为核心的逻辑制约器,USB接口电路与计算机进行通信。装置采取模块化设计,详细阐述了各模块的硬件电路的设计及软件设计逻辑思想与流程,且介绍了在硬件电路调试和程序调试历程中出现的不足并给出解决办法。文中针对USB接口和LVDS接口两端采取了FPGA内部集成高速缓存的技术,极大地改善了数据传输速度与处理速率不匹配的情况;对关键的指令制约信号采取面板开关产生并经过硬件和软件消抖的设计策略;通过RS-422接口实时监测记录器存储模块的工作状态,并将其工况信息显示在测试装置的面板上,使装置具有较好的实时性功能。测试装置通过与图像数据记录器的联试,能够对记录器的各项性能进行检测,并进行故障诊断,满足了系统提出的各种要求和指标,实现了数据传输量大、实时性强的功能,并通过试验数据验证了本装置案例的可行性。关键词:测试装置论文FPGA论文图像数据论文LVDS论文

    摘要4-5

    abstract5-10

    1 绪论10-18

    1.1 课题探讨背景10-11

    1.2 国内外测试技术探讨近况及进展走势11-15

    1.2.1 国外探讨近况11-12

    1.2.2 国内探讨近况12-14

    1.2.3 测试技术的进展走势14-15

    1.3 课题探讨目的和作用15

    1.4 本论文主要内容及结构安排15-18

    2 测试装置的总体案例设计18-28

    2.1 主要技术指标18

    2.2 案例浅析和设计18-27

    2.2.1 测试装置的组成和设计18-20

    2.2.2 长线高速数据传输接口的选择20-23

    2.2.3 计算机接口的选择23-24

    2.2.4 工作方式的设计24-27

    2.3 本章小结27-28

    3 测试装置硬件电路设计28-44

    3.1 地面测试装置单元设计28-29

    3.1.1 主测试台设计28-29

    3.1.2 读数装置设计29

    3.2 电源供电模块的设计29-32

    3.2.1 AC/DC的选型30-31

    3.2.2 电平转换电路设计31-32

    3.3 信号源模块的电路设计32-34

    3.3.1 关键指令信号的电路设计32-33

    3.3.2 图像数字信号源接口电路的设计33-34

    3.4 外系统等效模块的电路设计34-37

    3.4.1 回传图像数据接口电路的设计34-35

    3.4.2 回传图像数据存储模块的电路设计35-37

    3.5 实时监测电路的设计37-38

    3.6 读数模块电路设计38-43

    3.6.1 USB接口电路设计38-40

    3.6.2 LVDS高速传输接口电路的设计40-42

    3.6.3 备用读数接口电路的设计42-43

    3.7 本章小结43-44

    4 测试装置的软件设计44-56

    4.1 主测试台与记录器之间的接口时序设计44-46

    4.2 USB接口芯片与FPGA的通信协议46-48

    4.3 其它各模块逻辑功能的设计48-54

    4.3.1 回传存储模块的逻辑设计48-51

    4.3.2 图像数据长线传输的编码设计51-53

    4.3.3 备用口读数的逻辑设计53-54

    4.4 本章小结54-56

    5 测试装置的调试及测试结果56-64

    5.1 设备调试56-58

    5.1.1 长线读数时出现的不足及解决策略56-57

    5.1.2 内部FIFO引起的数据误码及解决策略57-58

    5.2 测试及结果58-62

    5.2.1 自检方式58-59

    5.2.2 长线读数测试59-60

    5.2.3 测试台读取回传数据60-61

    5.2.4 备用口读数测试61-62

    5.3 本章小结62-64

    6 总结与展望64-66

    附录66-68

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