基于PCI总线的数字信号处理系统的软件开发

基于PCI总线的数字信号处理系统的软件开发

张宇斌[1]2002年在《基于PCI总线的数字信号处理系统的软件开发》文中研究表明本文介绍了基于PCI总线的数字信号处理系统的软件开发。PCI总线作为一种高速总线在课题中被用来设计高性能价格比的数字信号处理系统。本文首先阐述了PCI总线和PLX9030接口芯片的特点,以及PLX9030在课题中的使用方法,包括PLX9030芯片的硬件连接和软件配置,其中着重介绍了软件配置部分。接着详细论述了Windows下设备驱动程序开发工具的选择和使用方法,针对课题中开发的PCI接口的采集卡给出了一个Windows下的设备驱动程序,分别描述了各个例程和中断处理程序的实现方法,以及设备驱动程序设计中采用的一些特殊技术。最后介绍了LabWindows在课题中的应用,包括信号处理、波形显示和网络功能模块的设计,并结合驱动程序开发了一个具有网络功能的数字信号的处理平台,利用该软件平台和采集卡实现了具有网络功能的虚拟示波器和频谱分析仪。

杨进[2]2005年在《基于TigerSHARC的实时并行信号处理系统研究》文中指出在水声领域中,声呐信号处理始终是信号处理领域中最重要的一部分,当前,声呐技术发展的最重要的一个特征是采用数字信号处理(DSP)技术,这大大提高了信号处理的性能。然而由于现阶段依靠单片DSP并不能实时完成一些比较复杂的算法,另外,微电子技术的发展已经接近其物理极限,通过提高单片DSP的处理性能来解决这个问题是很困难的,因此迫切需要对多DSP构成的并行处理系统进行研究。 声纳均采用多元阵,基阵输出信号的路数较多,这就要求采用多通道采集系统。一般水声信号的频率较低,但通道多采集时间长,这就要求有较大容量的数据储存器。在实验中,由于实验设备不配套,试验数据不很充分,也不完整。所以造成研究不充分,离实用化有距离。因此建立起较为完整配套的试验数据采集与回放系统,以及在实验室条件下的通用实时并行处理系统,是很有意义的。所以建立了基于高速PCI总线的多DSP并行处理的仿真系统,本仿真系统以当前最高性能的浮点DSP器件ADSP-TigerSHARC为核心,另外还包括一个多通道大容量数据采集器以及一个多通道任意信号发生器,本仿真系统具有良好的可扩展性,可以扩展成具有复杂拓扑结构的信号处理机以适应不同规模的并行算法的要求。 本论文主要研究内容包括:1.对仿真系统的组成部分进行了分析,并给出了开发思路及方法。2.仿真系统功能实现:包括多通道数据采集分系统实现、多通道信号发生分系统实现、实时并行处理分系统实现、显控部分实现;对高速数据传输的实现提出了解决方法。3.仿真系统软件设计。完成了模拟多阵元信号发射,实时数据采集,并通过PCI总线送往TigerSHARC实时处理以及处理结果显示。4.仿真系统的应用以及性能分析。

王小兵[3]2002年在《基于PCI总线的数字信号处理系统的硬件实现》文中研究说明本文介绍了基于PCI总线数字信号处理板的硬件实现。内容主要分为两部分,第一部分介绍了DSP技术的现状及发展,以及DSP芯片、开发环境的使用与开发。第二部分介绍了PCI总线规范协议和接口芯片PLX 9030的特点,以及PLX 9030在课题中的开发使用。PCI总线作为广泛使用的计算机总线可完成数据的快速传输,由于计算机内部总线是冯·诺依曼结构,不能很好实现信号处理功能,DSP的内部总线是哈佛结构,并有专门的乘法累加功能,所以本课题采用DSP作为局部CPU实现数据采集与数字信号处理功能。由于PCI总线协议自身的复杂性,我们采用接口芯片PLX9030实现硬件接口,在本文的第二部分介绍了PCI协议规范,PCI协议的实现,利用接口芯片的硬件开发和软件配置,其中着重介绍了硬件开发部分。详细论述了PCI总线内存工作模式下非复用方式数据传输的硬件实现与软件配置,以及DSP完成数据采集与数据传输控制的开发过程。

宋万广[4]2006年在《基于PCI总线的数据采集与处理系统研究》文中研究指明数据采集技术是信息科学的一个重要分支,是以传感器、信号测量与处理、计算机等技术为基础而形成的一门综合应用技术。其中,计算机技术与测试测量仪器技术的结合,出现了新的测试仪器—虚拟仪器。采用虚拟仪器的软件战略是第叁代自动测试系统的发展方向。本论文对基于PCI总线技术的多通道数据采集与处理系统的设计与实现进行了研究。论文首先对数据采集的基本理论和PCI总线技术作了深入的讨论;在此基础上,选用KPCI-811采集卡作为数据采集工具,搭建了数据采集系统;然后,利用WinDriver开发了该采集卡在Windows2000环境下的WDM模式驱动程序;最后,在VB编译环境下编写了系统上层应用软件。其中,数据采集模块利用动态链接库技术调用驱动程序来实现对采集卡硬件的访问,实现了数据的采集功能,经测试各项功能正确,有效提高了A/D板和计算机之间的数据传输率;数据处理模块应用基于COM组件的VB与Matlab的接口编程,实现了上层应用软件的数据分析处理功能,能够完成对所采集数据常用的信号处理与分析,达到了“虚拟仪器”的预期目的。

吴宏钢[5]2004年在《基于DSP技术与PCI总线的虚拟式FFT频谱分析仪》文中研究表明虚拟仪器已经成为仪器发展的一个重要方向,目前已在众多领域获得了广泛应用。FFT频谱分析是机械工程、故障诊断等诸多领域所广泛采用的分析方法。但传统FFT频谱分析仪存在着不易更新、价格昂贵等缺点,虚拟式FFT频谱分析仪的产生摆脱了传统FFT分析仪的多种限制,为FFT分析仪的广泛应用铺平了道路。DSP技术在虚拟仪器中的应用更为虚拟仪器发展提供了广阔前景。本文在深入研究DSP处理系统的基础上,开发了基于DSP技术以及PCI总线的虚拟式FFT频谱分析仪,设计新颖,实用性强,进一步展示了虚拟仪器在仪器发展中的重要地位。基于普通数据采集卡的虚拟式FFT频谱分析仪,信号的分析处理工作全部由计算机系统完成,在高速、多通道情况下这将导致系统的实时性降低,甚至出现用户难以忍受的长时间等待。在数据采集卡上集成数据处理功能可以极大地提高包括计算机在内的整套系统的实时性和数据处理的精确度。而DSP(数字信号处理器)以其特有的硬件体系结构和指令体系成为快速精确实现数字信号处理的首选工具。本文讲述了DSP的CPU结构、存储器构成、外设资源和指令寻址方式等。在高速、实时处理条件下,数据的传输速度成为决定系统实时性能的重要条件。PCI(Peripheral Component Interconnect)总线是目前最快的PC机局部总线标准,此外它还具有支持线性突发传输、极小的存取延迟、独立于处理器工作、兼容性强等优点。在数据采集处理系统与计算机之间采用PCI接口方式能很好地解决该系统数据传输带宽的要求。本文介绍了PCI总线的特点和带有这种接口方式的数据采集处理系统性能的提升以及它给用户带来的极大方便性。基于DSP和PCI总线技术,本文根据课题目的,开发了用于FFT频谱分析的数据采集处理卡。文中详细叙述了系统的硬件设计方案以及所达到的性能指标。系统的软件设计主要包括DSP程序设计、驱动程序设计和应用程序设计。本文详细地介绍了系统在单通道、多通道工作模式下DSP主程序设计、DMA中断服务程序设计及基于PCI总线的驱动程序的设计。本文最后给出了系统的若干实际工作实例。

王宏义[6]2003年在《基于CPCI总线的宽带测量雷达实时信号处理技术研究》文中认为随着作为雷达观测对象的各种飞行器性能的提高以及雷达工作环境的恶化,人们对雷达信号处理设备提出了更多、更高的要求。早期的雷达信号处理主要是采用模拟的方法,但是模拟处理最大的问题是不灵活、不稳定。解决这些问题最好的方法就是采用数字信号处理技术。 本文以国防重点项目某型号宽带测量雷达信号处理系统为背景,研制了基于CPCI总线的雷达数字信号处理系统的硬件平台,给出了目标一维距离像的速度补偿算法,并成功地将其应用于所开发的TMS320C6701数字信号处理硬件平台上。 文章首先简单介绍了雷达信号处理的发展和数字信号处理器的概况,然后提出了一个基于CPCI总线的以TMS320C6701数字信号处理器为核心的雷达数字信号处理的硬件平台,并且详细说明了该平台的硬件结构。论文对DSP存储器的扩展如外接FLASH、SBSRAM、SDRAM等进行了系统研究,详细介绍了CPCI总线协议,并对CPCI接口做了比较深入的分析。最后介绍了DSP的软件开发环境CCS以及DSP软件开发流程,讨论了进行雷达实时信号处理的FFT算法,并且给出了目标一维距离像的速度补偿算法的原理与仿真结果。 最后对所做工作进行了总结,并对下一步工作做了展望。

李金夏[7]2008年在《一种实时图像处理算法评估平台的研究与实现》文中研究指明随着计算机、多媒体和数据通信技术的高速发展,数字图像处理技术几乎在各个行业里都得到应用。但是,伴随着现代信息技术的深入发展,图像处理要求的数据传输率越来越高,数据量越来越大,因此,实时图像处理引起了更广泛的关注。但是,以往的处理平台已经满足不了当今传输速率的要求。论文调研了目前实时图像处理系统的发展状况,目的是搭建一个高速的高性能数字图像处理和评估的平台,来适应人们对图像处理实时性越来越高的要求。本文从系统整体架构开始,对整个系统的结构设计、技术方案、设备需求做了详细说明,确定了整体解决方案。其中,对于数据采集和传输模块,分析研究了红外成像设备、各种总线接口的相关结构及特性,确定了外部接口板和内部接口板的设计方案。并且,根据系统实时图像处理的要求,为解决传输中的抖动和不定时延的问题,设计USB存储转发机制的传输接口。本文工作重点在系统软件方面。对于系统的软件支持,包括对配置软件提供必要的驱动程序来支持硬件系统的正常运行及工控机上的播放软件。播放软件主要基于软件工程RUP模型进行设计,包括对原始红外图像、数据和经由硬件系统处理过的图像、数据进行接收、播放、存储。其中,由于成像的特殊性和复杂性,着重研究了运动图像模糊的复原方法并做实验验证,对恢复结果进行比较,分析基本恢复模型的局限性,提出算法改进的方法与方向。

张晶[8]2008年在《起重机吊重防摇控制研究及控制卡的设计》文中研究说明随着全球经济贸易的发展,集装箱运输迅速增长,岸边集装箱起重机向大型化发展,起重机行走小车的运行速度及集装箱的起升高度也相应提高。这使得在消除集装箱摆动和迅速正确对位环节上花费越来越多的时间,极大地影响了生产效率和装卸速度,因此起重机吊重防摇控制问题的研究和解决意义重大。吊重防摇、减摇的方法一般有机械式、液压油缸式、钢丝绳索式、机械电子式和智能电子式等。通过分析国内外起重机吊重防摇控制技术的发展现状,本文主要针对智能电子式的防摇控制技术进行研究,并提出了具体的实现方案,开发了防摇控制系统中的核心部分—基于PCI总线和DSP的运动控制卡。文中针对桥式起重机建立了起重机吊重系统动力学方程,并在线性简化的基础上得到了吊重二自由度摆角模型。根据对该模型的分析可以知道,吊重的起升绳长和大、小车运行的加(减)速度是影响吊重摆角的主要因素。由于小车吊重系统本身的不稳定性,通过引入状态反馈增益调节器,构成了闭环控制系统,以实现在小车指定参考位置、指定调节时间以及误差内吊重的摆角衰减为零,达到吊重防摇、起重机快速对位的目的。由于受条件限制,本文针对起重机吊重系统实物模型,设计了实验室研究防摇控制系统的方案,并在此基础上,重点完成了控制系统中的核心部分——控制卡的设计和实现。控制卡以TI公司的TMS320F2812 DSP为核心控制芯片,包括PCI总线接口电路、编码器信号采集电路、D/A输出电路、开关量信号输入输出电路以及DSP最小系统电路的硬件设计。控制卡的驱动程序是基于Windows平台的,使用WinDriver进行驱动程序的开发,并详细介绍了驱动程序的开发流程。采用这种方法可以大大的缩短开发周期,提高工作效率。对DSP主程序采用模块化程序设计,完成了对DSP进行初始化的主程序模块、与PC机实时通信模块以及运动控制系统各功能模块测试的程序设计。

王俊玲[9]2009年在《某雷达控制数据记录与显示系统的设计与实现》文中研究说明雷达显示与控制终端是雷达的重要组成部分,它必须能够对雷达进行精确的控制,同时对从雷达获取的数据进行有效的处理,将获取的目标信息以直观、有效、准确的方式呈现给雷达使用者。目前,在大部分常规雷达系统中,控制参数大多采用模拟信号,雷达的显示也都基本使用专业的光栅显示器,目标的发现、坐标的录取等工作都依赖于人工完成。这样的雷达终端,实现结构复杂、成本高、工作速度慢,对数据的有效处理带来了障碍。随着计算机技术、图像处理技术和软件技术的发展,将通用计算机作为雷达显示与控制终端已经成为一种新的趋势。计算机能够非常灵活的在数字域完成数据处理工作,计算机图像处理技术和强大的计算机软件为设计雷达显示与控制终端带来了极大方便,同时,显控终端的软件化也使整个系统的兼容性和可扩充性更强,为雷达终端的发展提供了新的途径。将通用计算机作为雷达的显控终端,大量的数据需要在雷达与计算机之间传递,为了建立雷达与计算机的通信,需要有相应的驱动程序对通信设备进行控制。针对雷达数据量大、传输速度快的特点,使用计算机的PCI总线传送数据也成为首选。本课题使用Visual C++6.0完成了雷达显示与控制终端的应用程序编写,对数据能够实时处理,实现了实时数据记录,实时数据现显示,实时回送参数,本地记录数据重演四项功能。

涂晓昱[10]2004年在《基于DSP的通用实时图像处理系统设计与研究》文中研究指明现代信息技术的迅猛发展,使得待处理的信息量急剧增加,图像处理方面的研究与应用,尤其是实时图像处理引起了更广泛的关注。近年来,DSP技术的发展不断将数字信号处理领域的理论研究成果应用到实际系统中,并且推动了新的理论和应用领域的发展,对图像处理等领域的技术发展也起到了十分重要的作用。基于DSP的图像处理系统也被广泛的利用于各种领域。 根据本研究室以前研究车牌识别技术成果,进一步改进提高,改进从软、硬件两个方面进行,主要采用DSP技术。在开发研究DSP应用时,不仅仅是为了上述目的,更力争做到通用的DSP图像处理系统。所以,本论文着重于通用DSP图像处理系统的介绍与制作,当然也适用于车牌识别系统。 首先,论文介绍了传统的图像处理系统的特点,并通过分析DSP的芯片以及DSP系统的特点,提出了基于TI公司的TMS320C6x系列TMS320C6205 DSP芯片的通用图像处理系统。该系统能够克服传统基于PC机模式的图像处理系统的缺点,提高系统的实时性能,最大可能的降低成本,并加强系统的知识产权保护。 该系统将图像触发、采集、处理以及图像传输集成到单板上,采用SAA7111和CPLD实现系统前端的图像采集以及图像的输出控制,用DSP进行各类通用的算法设计以及实现与计算机的PCI接口,系统中大容量的FLASH和SDRAM使该系统能够适用于多种应用场合。 随后,本文介绍了TMS320C6205 DSP的结构和特点;详细介绍了该通用实时图像处理系统的各个功能模块的具体设计方法以及实现时应注意的问题;介绍了硬件平台的研制过程和系统软件的实现;讨论了系统FFT处理的实现和性能分析。最后,本文对本系统以及今后基于DSP的图像处理系统的发展作了总结与展望。

参考文献:

[1]. 基于PCI总线的数字信号处理系统的软件开发[D]. 张宇斌. 南京航空航天大学. 2002

[2]. 基于TigerSHARC的实时并行信号处理系统研究[D]. 杨进. 哈尔滨工程大学. 2005

[3]. 基于PCI总线的数字信号处理系统的硬件实现[D]. 王小兵. 南京航空航天大学. 2002

[4]. 基于PCI总线的数据采集与处理系统研究[D]. 宋万广. 大庆石油学院. 2006

[5]. 基于DSP技术与PCI总线的虚拟式FFT频谱分析仪[D]. 吴宏钢. 重庆大学. 2004

[6]. 基于CPCI总线的宽带测量雷达实时信号处理技术研究[D]. 王宏义. 国防科学技术大学. 2003

[7]. 一种实时图像处理算法评估平台的研究与实现[D]. 李金夏. 北京交通大学. 2008

[8]. 起重机吊重防摇控制研究及控制卡的设计[D]. 张晶. 西南交通大学. 2008

[9]. 某雷达控制数据记录与显示系统的设计与实现[D]. 王俊玲. 哈尔滨工业大学. 2009

[10]. 基于DSP的通用实时图像处理系统设计与研究[D]. 涂晓昱. 浙江大学. 2004

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