基于CPCI总线的雷达数据采集与控制系统显控软件设计
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基于FPGA和CPCI的数据采集系统硬件电路设计作者:金海平刁节涛来源:《数字技术与应用》2013年第04期摘要:本文设计了基于FPGA的CPCI总线的数据采集系统硬件电路。
关键词:FPGA CPCI 高速通信电路设计中图分类号:TP274.2 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)04-0091-03在工业现场信号采集处理领域里,随着数据量和对环境要求苛刻性的不断增加,对于数据采集处理平台的要求也不断提高。
将CPCI架构应用到数据采集处理平台,其本身所具有的通用性、热插拔、可扩展性、高可靠性等特性非常适合数据采集处理系统。
为了提高数据采集和处理效率,数据采集系统以FPGA为处理核心,加上高性能的数据转换芯片,实现各种信号的实时采集处理。
这种采用FPGA+CPCI总线混用的硬件系统把几个方面的优点结合到一起,既兼顾了速度和灵活性,又满足了底层数据实时同步采集和高层数据狭速运算的要求。
本文重点介绍基于FPGA和CPCI的数据采集系统的硬件电路设计与功能实现。
1 系统硬件框图高速数据采集系统的硬件原理框图1所示。
由上图可知,高速数据采集系统主要由以下电路组成:多路开关控制电路、模拟信号调理电路、FPGA控制电路、存储电路、CPCI转换接口。
2 具体的硬件电路设计2.1 多路通道选择电路设计集成多路模拟开关芯片是程控增益放大等常用器件,其性能的好坏对系统的设计指标有着重要的影响。
在这里我们从经济和性能角度出发,选择ADI公司的ADG508。
ADG508为单芯片CMOS 模拟多路复用器。
ADG508根据3位二进制地址线A0、A1和A2所确定的地址,将8路差分输入之一切换至公共差分输出。
所有器件均提供EN输入,用来使能或禁用器件。
禁用时,所有通道均关断[1]。
ADG508均采用增强型LC2MOS 工艺设计,适合高速数据采集系统和音频信号开关应用。
接通时,各通道在两个方向的导电性能相同,输入信号范围可扩展至电源电压范围。
《基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块研制》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展,通讯技术在各行各业的应用越来越广泛。
RS422作为一种常用的串行通讯协议,在工业控制、数据采集等领域有着广泛的应用。
而CPCI总线作为高性能计算机的重要接口总线,具有高速度、高可靠性的特点。
因此,基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块的研制,不仅可以提高我国通讯技术的自主创新能力,还可以满足国内市场的需求,推动相关产业的发展。
二、RS422通讯协议及CPCI总线概述RS422是一种平衡通信协议,具有长距离传输、高速度、高可靠性等特点,广泛应用于工业控制、数据采集等领域。
CPCI总线则是一种高性能计算机接口总线,具有高速传输、高可靠性、高扩展性等特点,广泛应用于工业控制、军事、航空航天等领域。
三、RS422通讯模块的研制目标本项目的研制目标是基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块。
该模块应具备以下特点:1. 兼容RS422通讯协议,支持长距离传输、高速度、高可靠性等特点;2. 基于CPCI总线,实现高速数据传输;3. 国产化,降低生产成本,提高自主创新能力;4. 易于集成,方便用户使用。
四、RS422通讯模块的硬件设计1. 核心芯片选择:选用高性能的CPCI接口芯片和RS422电平转换芯片;2. 电路设计:设计合理的电路布局和接线方式,保证信号的稳定传输;3. 接口设计:设计符合CPCI总线规范的接口,保证模块的兼容性和易用性;4. 防干扰设计:采取有效的防干扰措施,保证模块在复杂电磁环境下的稳定工作。
五、RS422通讯模块的软件设计1. 驱动程序开发:编写符合CPCI总线规范的驱动程序,实现与主机系统的无缝连接;2. 通讯协议实现:实现RS422通讯协议,支持多种数据传输模式;3. 数据处理:对接收到的数据进行处理,如数据解析、存储等;4. 调试与测试:对模块进行调试和测试,保证其性能稳定、可靠。
六、模块性能测试及结果分析对研制的RS422通讯模块进行性能测试,包括传输速度、传输距离、可靠性等方面。
《基于CPCI总线的国产化多功能通信模块的研制》篇一一、引言随着信息化技术的迅猛发展,各领域对通信模块的要求愈发严格,尤其是对数据传输速率、实时性以及稳定性等方面的要求更是日新月异。
为了满足这种日益增长的需求,国产化多功能通信模块的研制成为了一种趋势。
本文以CPCI总线为基础,对多功能通信模块的研制进行了深入探讨。
二、CPCI总线概述CPCI总线(CompactPCI)是一种高性能的计算机扩展总线,具有高带宽、高可靠性、高兼容性等特点。
其设计理念是为了满足高速数据传输和实时性要求,为计算机系统提供一种高性能的扩展方式。
因此,以CPCI总线为基础的通信模块在数据传输速度和稳定性方面具有显著优势。
三、多功能通信模块的设计需求在研制多功能通信模块时,我们需要考虑以下几个方面:1. 传输速度:要满足高速数据传输的需求,保证数据传输的实时性。
2. 兼容性:应具备良好的兼容性,能够适应不同的系统和应用场景。
3. 稳定性:在长时间运行过程中应保持稳定可靠,减少故障率。
4. 功能性:应具备多种通信功能,如串口通信、网络通信等。
四、基于CPCI总线的多功能通信模块设计1. 硬件设计:硬件设计是整个模块的基础,包括主控芯片的选择、接口电路的设计等。
主控芯片应具备高性能、低功耗等特点,接口电路应具备高可靠性、高稳定性等特点。
2. 软件设计:软件设计是实现模块功能的关键,包括驱动程序的开发、通信协议的制定等。
驱动程序应具备高效、稳定的特点,通信协议应满足不同应用场景的需求。
3. 模块测试:在完成硬件和软件设计后,需要对整个模块进行测试,包括功能测试、性能测试、稳定性测试等。
测试结果应符合设计要求。
五、应用领域与前景基于CPCI总线的国产化多功能通信模块在各领域具有广泛的应用前景,如军事、航空、航天、工业控制等领域。
其高带宽、高可靠性、高兼容性等特点使其在数据传输和实时性方面具有显著优势。
随着信息化技术的不断发展,对通信模块的需求将更加严格,多功能通信模块的应用将更加广泛。
扇扫雷达视频采集与显控系统设计的开题报告一、课题背景扇扫雷达是一种广泛应用于军事、民用及科学研究领域的雷达系统,具有探测距离远,目标探测及跟踪快速等特点。
传统的扇扫雷达采用机械扫描方式,虽然具有可靠性高等优点,但是随着科技发展,机械扫描方式已经日趋老化,需要采用电子扫描的方式来提高雷达的性能。
二、课题目的为了满足现代战争及安全保障领域对雷达系统性能的要求,本课题旨在设计一种基于电子扫描的扇扫雷达视频采集与显控系统,以解决现有扇扫雷达采集广角视频的困难,并提高雷达的数据传输和控制能力。
三、研究内容本课题的研究内容主要包括以下三个方面:1. 扇扫雷达视频采集方案设计本课题将采用基于FPGA的高速A/D采集卡将扇扫雷达信号进行采集,并将采集到的广角视频以数字信号形式传输至显控系统。
2. 扇扫雷达显控系统设计本课题将采用嵌入式开发板作为扇扫雷达的显控系统,设计一个基于Linux操作系统的软件系统,实现扇扫雷达广角视频的实时处理、显示和保存等功能。
此外,本课题还将按照国际标准规范设计雷达控制界面,以方便用户操作。
3. 系统集成与测试在完成扇扫雷达视频采集和显控系统的设计后,本课题将进行集成测试,验证所设计的系统的性能指标是否符合要求,并进行相关性能测试,确保系统的可靠性和稳定性。
四、研究意义本课题的研究成果将可为科学研究、军事领域、民用领域等提供高性能、低成本的扇扫雷达系统,有效地提高雷达的数据传输和控制能力,具有重要的应用价值和实际意义。
五、总体研究方案1. 研究现有扇扫雷达技术及其发展趋势,了解电子扫描技术在扇扫雷达中的应用。
2. 设计基于FPGA的高速A/D采集卡,完成扇扫雷达信号采集和数字化处理。
3. 编写基于Linux操作系统的扇扫雷达显控系统,完成广角视频的实时处理、显示和保存等功能。
4. 进行系统集成与测试,验证系统的性能指标是否符合要求。
5. 总结研究成果,撰写毕业论文并进行答辩。
六、预期成果1. 扇扫雷达视频采集与显控系统硬件设计方案及原理图等设计文档。
基于PCI总线的数据采集卡设计
闫雷兵; 田丰庆
【期刊名称】《《河南科技学院学报(自然科学版)》》
【年(卷),期】2010(038)001
【摘要】高速数据采集是雷达采集系统的关键部分,利用PCI总线的高速传输特性,给出了一种设计方法.介绍以Xilinx公司的CPLD芯片XC95144XL控制模块和总
线接口芯片PLX9054为核心的多通道数据采集卡的设计,包括原理设计、芯片选择、PCB制作等.通过在探地雷达探测地下矿产资源中对数据采集卡的测试分析,证明该采集系统能够满足探地雷达中高速数据传输和处理的实时性的要求.
【总页数】4页(P74-77)
【作者】闫雷兵; 田丰庆
【作者单位】河南科技学院河南新乡 453003
【正文语种】中文
【中图分类】TM274
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基于PCI总线雷达回波信号的模拟与采集
叶方全;孙厚军;聂林秋
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2004(12)1
【摘要】针对某毫米波探测器研制的需求,介绍了所设计的ADPCI2002,实现了对雷达回波信号模拟与采集.着重讨论了大容量数据缓存的实现、模拟外触发电路的实现、用突发方式来实现PCI总线的高速数据传送、信号模拟时的滤波问题以及板级的信号完整性设计等问题.实测结果表明,该设计工作稳定正常,能够实现对步进频率、调频步进、脉冲多普勒等雷达信号的模拟与数据采集.
【总页数】3页(P66-68)
【作者】叶方全;孙厚军;聂林秋
【作者单位】北京理工大学,信息科学技术学院,北京,100081;北京理工大学,信息科学技术学院,北京,100081;北京理工大学,信息科学技术学院,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.7
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4.基于PCI9820的雷达回波信号实时采集系统 [J], 李富强;万红;曾庆山;卢宜
5.基于PCI9820的雷达回波信号实时采集系统 [J], 李富强;万红;曾庆山;卢宜因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于CPCI的软件无线电数字前端设计中期报告一、项目背景和目的无线电技术正日臻成熟,在广播通信、雷达探测、卫星导航等领域都得到广泛应用。
在数字化、网络化、智能化的大势下,软件无线电技术得到了迅速发展。
软件无线电技术以软件无线电为核心,通过数字信号处理技术,将无线电传输过程中的信号转换为数字信号,然后通过软件运算和控制,完成信号的发送、接收和处理等操作。
CPCI(CompactPCI)是一种基于PCI(Peripheral Component Interconnect)总线的嵌入式计算机架构,是一种高度集成、高性能、高可靠性的计算机平台,能够满足高速数据传输和信号处理等应用需求。
CPCI架构集成了许多模块化的硬件和软件组件,具有高度的可扩展性和可重构性,非常适合用于软件无线电系统的设计。
本项目的目的是基于CPCI平台,设计一个高性能、高可靠性、灵活可扩展的软件无线电数字前端,用于实现无线电信号接收、处理和传输等功能。
二、前期工作在前期工作中,我们进行了相关文献的调研,了解了CPCI平台的基本结构和相关技术特点。
同时,对软件无线电技术的基本原理和数字前端的设计思路进行了深入研究,并进行了系统的分析和总结。
根据前期工作的结果,我们明确了本项目的主要设计需求和技术实现路线,包括:1. 设计一个高性能、高可靠性的数字前端模块,能够接收、处理和传输不同频段的无线电信号。
2. 基于CPCI架构设计数字前端的硬件结构,实现模块化设计和可重构性。
3. 利用软件无线电技术,采用FPGA、DSP等数字信号处理技术,实现数字前端对无线电信号的采集、滤波、解调等处理。
4. 通过软件编程和控制,实现数字前端对无线电信号的自适应调节、时序同步和误码纠正等功能。
5. 利用CPCI平台的高速数据传输性能,实现数字前端和其他计算机组件的快速数据交换和协同处理。
三、进展情况在实施阶段,我们主要完成了以下工作:1. 确定了数字前端的硬件设计方案,采用CPCI架构,结合AD、DA 和FPGA模块,实现数字信号的采集、处理和传输。
基于PCI总线的数字接收机控制软件设计
唐琳;晏海华;蔡德荣;黄猛
【期刊名称】《计算机工程与设计》
【年(卷),期】2008(29)13
【摘要】基于软件无线电技术的数字接收机得到了广泛的应用.设计了基于PCI总线的数字接收机控制软件,实现了友好的人机交互界面,操作方便.在软件设计中,使用了面向对象设计和Win32多线程技术,对接口API函数和接收机参数进行了封装,使接收机的各种功能模块化;内存通道和多功能的扫描技术更增强了接收机控制软件的功能,满足了特定用户的需求.
【总页数】5页(P3319-3323)
【作者】唐琳;晏海华;蔡德荣;黄猛
【作者单位】北京航空航天大学,计算机学院,北京,100083;北京航空航天大学,计算机学院,北京,100083;91635部队,北京,102249;92762部队,福建,厦门,361009【正文语种】中文
【中图分类】TP311
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《基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块研制》篇一一、引言随着科技的快速发展,通信技术在各行各业的应用越来越广泛。
其中,RS422通信协议以其高效率、低成本、抗干扰能力强等优点,在工业控制、数据采集等领域得到了广泛应用。
然而,目前市场上的RS422通讯模块大多依赖于进口,这不仅增加了成本,还可能因为技术受制于人而影响使用。
因此,基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块的研制具有重要的现实意义。
二、CPCI总线与RS422通信协议简介CPCI总线(CompactPCI),又称工业级PCI总线,具有高速、稳定、可靠等特点,广泛应用于工业控制、数据采集等领域。
而RS422通信协议是一种平衡电压数字多路通信链路,具有长距离传输、高抗干扰能力等特点,常用于工业环境的串行通信。
三、国产化RS422通讯模块研制1. 硬件设计硬件设计是RS422通讯模块研制的关键。
首先,选择与CPCI总线兼容的芯片组作为硬件核心,以确保通讯模块的稳定性和可靠性。
其次,设计合理的电路,包括电源电路、信号处理电路等,以满足RS422通信协议的要求。
最后,进行模块的封装和测试,确保其满足工业环境的使用要求。
2. 软件设计软件设计是实现RS422通讯模块功能的重要环节。
首先,编写驱动程序,实现CPCI总线与RS422通讯模块的通信。
其次,编写应用程序接口(API),方便用户使用和开发。
最后,进行软件测试和优化,确保通讯模块的稳定性和可靠性。
四、研制成果及优势经过研发和测试,基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块已成功研制并投入使用。
该模块具有以下优势:1. 成本低:国产化后降低了成本,提高了竞争力。
2. 稳定性好:采用优质芯片和合理的设计,保证了模块的稳定性和可靠性。
3. 兼容性强:支持多种CPCI总线接口,方便用户使用和开发。
4. 抗干扰能力强:采用RS422通信协议,具有长距离传输、高抗干扰能力等特点,适用于工业环境。
五、应用前景与展望基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块的研制成功,为工业控制、数据采集等领域提供了更加稳定、可靠的通信解决方案。
基于PXI总线数据采集系统的设计苗忠海;徐志跃【摘要】In order to collect and deal with the data ,such as pressure and temperature, a general-purpose data acquisition system is designed in this paper. It contains the hardware system and the software system. The hardware part introduces the design of the PXI Card. what's more, the software part introduces the Card WDM driver, the mixed programming of MATLAB and C#. The experiment and application show that this test system has good performance, and achieve the design requirement.%本文介绍一种通用的数据采集系统来对压力,温度等进行数据采集和处理。
文中包含了采集系统的硬件设计和软件设计两部分,其中硬件部分包括PXI采集板卡,软件部分包括采集板卡WDM驱动,基于C#的上位机界面以及与MATLAB的混合编程。
实际应用表明,该系统具有操作简便、测试准确的特点,达到了设计要求。
【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2016(024)012【总页数】3页(P67-69)【关键词】数据采集;PXI;WDM驱动;混合编程【作者】苗忠海;徐志跃【作者单位】北京航空航天大学北京 100191;北京航空航天大学北京 100191【正文语种】中文【中图分类】TN919数据采集与处理是计算机应用的重要分支,主要研究的是数据的采集、存储和处理。
基于FPGA 的雷达信号采集系统设计近年来,雷达在军用和民用领域都获得了巨大的发展。
雷达信号处理系统是雷达的关键模块,对雷达定位精度起着决定性作用。
FPGA 以其众多的优点,在雷达信号处理系统中被广泛使用。
本文探究FPGA 在雷达信号采集方面的应用。
在现今高速A/D 转换电路的转换速率愈来愈高的条件下,雷达系统对数字信号处理器的处理速率提出了更高的要求。
传统通用的DSP 由于其运行速率的限制,有时无法直接处理采样产生的超高速数据流,而FPGA 在雷达系统中的应用给上述问题带来了经济、有效的解决方案[1]。
一、雷达信号处理的主要技术及FPGA 的特点雷达信号处理系统进行信号处理的主要步骤有:雷达信号模式转换和存储目标检测和信号处理与上位机的数据传输上位机目标显示与控制,这其中所涉及的主要技术有数据重采样、自适应滤波、脉冲压缩、参数估计、恒虚警处理、自适应波束形成等,这些步骤需要完成具有高度重复性的FFT、FIR 等运算,并且实时性要求极高。
FPGA 即现场可编程门阵列包含了查找表、多路复用器、寄存器和存储器,还拥有专用电路,如乘法器、快速加法器和输入- 输出处理单元。
现在FPGA 的数据处理能力已经远远超过了CPU 和DSP,已经逐渐成为了数字通信、视频和图像编解码等大数据量处理领域,以及高性能数字信号处理系统的关键模块[2]。
综上所述,FPGA 适合应用于雷达数字信号处理系统。
二、雷达信号的采集分析在雷达系统信号采集的过程中,需要完成的任务是对雷达回波模拟信号进行数字化采集,怎样达到数字化的采集,这就包括了采样频率如何设定、采样是否准确、能否保留所有信息还原原始信号以及多大的同步误差等等信号处理问题[3]。
由于雷达视频信号是模拟视频信号,因此需对雷达视频信号采取数字化采集,首先就是利用FPGA 构成的时序数字逻辑电路来进行采样,将原始雷达模拟信号转变为系统能够处理的数字信号[4],然后将采样后得到的数字信号传输到后面的模块进行进一步处理。
文章编号:1671—4598{2015)05—1802—04DOI:10.16526/j.cnki.11—4762/tp.2015.05.105中图分类号:TP311.1文献标识码:A基于CPCI总线的雷达数据采集与控制系统显控软件设计
张晓愚(北京环境特性研究所,北京100854)
摘要:CPCI总线作为PCI总线的加固版本,目前已成为计算机上流行的高速外设接口总线;在工业自动化领域,进行数据采集和控制基本上也都是通过这一成熟技术来实现的;文章简要介绍该测量雷达和数据采集与控制系统的基本结构,以及CPCI总线标准,重点分析显控软件的功能需求,采用自顶向下的设计,并在VC环境下基于MFC架构利用多线程和双缓存技术以及多种AetiveX控件进行显控软件设计;实现了对测量雷达的控制以及对雷达回波的原始数据的实时存取和绘制。关键词:数据采集与控制;CPCI显控软件;自顶向下;多线程;双缓冲
DesignofDisplayandControlSoftwareofRadarDataAcquiSitionandControlSystemBasedonCPCIBUS
ZhangXiaoyu(BeijingInstituteofEnvironmentalFeature,Beijing100854,China)Abstract:CPCIbusisthereinforcededitionofPCIbusandistheoneofthehighestspeedperipheralinterfacebusincomputer.Inauto—
maticcontrolfieldofindustry,dataacquisitionandcontrolsystemisusingthematuretechnique.Thispaperdescribestheconstituteofthe
measuringradaranddataacquisitionandcontrolsystemstructure,andalsoCPCIbuscriterion.Thekeypointisfocusedonfunctionrequire—mentsofdisplayandcontrolsoftwarewhichuseTop--Downdesignmethod.Displayandcontrolsoftwareisdesignedbyusingmulti—threadanddoublebufferandActiveXcontrolsbasedonMFCintheVisualC++environment.Displayandcontrolsoftwarerealizestocontrolthemeasuringradar,andalsotOrealtimestoreanddisplayrawdataofradarecho.Keywords:dataacquisitionandcontrolsystem;CPCI;displayandcontrolsoftware;Top--Downdesign;multi—thread;doublebuffer
0引言数据采集和控制系统是一个雷达系统中的重要组成部分。解决雷达系统接收回波的数字采集、数据存储和数据处理问题,实现对雷达系统的控制,包括对接收机、发射机、频综等的控制,有时还会将对伺服系统、温控系统等的控制集成进显控软件中。随着雷达接收机将数字化推向中频甚至射频,对采样率要求越来越高,高的数据传输率必然带来海量的数据量,给数据交换、数据存储带来很大困难;与此同时,雷达系统还有很多多通道、多设备的应用需求,这些都会增加数据采集、数据传输和数据存储的难度。对中频或者射频采样不仅可以选择高采样率的AD器件,还可以通过多片相对低速的高精度ADC拼接来提高系统的总采样率。但是数字化带来的海量数据量对数据交换和数据存储都提出了挑战。解决这一难题,势必要增加总线传输带宽和传输速率。CPCI总线宽度具有32位和64位两种,可以工作在33MHz和66MHz的总线频率上,峰值数据传输率至少为132MByte/s,最高可以达到528MByte/s,可满足大部分系统对信号传输速率的要求。同时,CPCI总线能够在恶劣的环收稿日期:2014一08—21;修回日期:2014—10一17。作者简介:张晓愚(1980一),女,上海人,工程师,硕士研究生,主要从事雷达系统主控和工程应用方向的研究。境下稳定、高效、持久工作的特性特别适合本项目测量雷达对高可靠性、抗恶劣环境的要求。1数据采集与控制系统基本结构图1是常见的测量雷达结构框图,工作频段为34GHz~36GHz,采用点频脉冲、频率步进脉冲和线形调频波体制,双极化机收通道,可根据被测目标和场地的实际情况调节脉宽和重频。数据采集和控制系统是其中的重要组成部分,其内部结构框图如图2所示。它主要包括CPCI单板机、信号采集处理板卡和后10板三部分。其中信号采集处理板卡是核心,它包括一片大容量Virtex一5FPGA芯片;双通道ADC采集芯片;单通道DAC模拟输出芯片;PCI9656桥通信芯片,支持64位总线带宽。66MHz总线频率;两片DDR2存储芯片;时钟模块可以使用内部时钟芯片AD9522进行逻辑控制,也可以接入外部时钟进行逻辑控制;CPCI单板机实现数据存储、处理;后10板卡连接后10通道实现10功能控制。数据采集和控制系统
2CPCI总线2.1简介CPCI又称紧凑型PCI(CompactPCI),是国际工业计算机
制造者联合会(PCIIndustrialComputerManufacturingGroup,
PICMG)于1994年提出的一种总线接口标准,是以PCI电气
万方数据规范为标准的高性能工业用总线。可长期使用的应用领域。
图I某测量雷达结构框图图2数据采集与控制系统结构框图CPCI定义了更加坚固且耐用的PCI版本,用于工业和嵌入式应用。在电气、逻辑和软件功能方面,它与PCI标准完全兼容。在外设标准上与PCI相同,对操作系统、驱动和应用程序而言,两者没有区别,将一个标准PCI插卡转化成CPCI插卡几乎不需要重新设计,只要在物理上重新分配~下即可。2.2优点CPCI的PICMG2.0标准是在PCI标准基础之上改造而来的,与PCI总线相比,具有以下优点:1)继续采用PCI局部总线技术,电气特性与PCI总线相同,易于软件移植和向下兼容;2)CPCI使用2mm高密度针孔总线连接器,和PCI卡相比,具有连接可靠、完全气密、抗震性和抗腐蚀性高的特点,进一步提高了可靠性,增加了负载能力;3)CPCI卡片采用经过20余年实践检验的高可靠欧洲卡结构,改善了散热条件、提高了抗震动冲击能力、符合电磁兼容性要求。2.3特点CPCI技术中最突出、最具吸引力的特点是热插拔(HotSwap)。这一技术是指在运行系统没有断电的条件下,拔除或插入功能模板,而不破坏系统正常工作的一种技术。该技术可广泛应用在通讯、网络、计算机电话整合,且适合实时系统控制、产业自动化、实时数据采集、军事系统等需要高速运算、智能交通、航空航天、医疗器械、水利等模块化及高可靠度、CPCI与PCI相比,其连接器是另一特点,特别是Hypertronics2mmCPCI连接器。具有抗震性强、可垂直安装散热性好、良好的电气特性、防辐射和电磁屏蔽性好、抗静电性好等优点。由于CPCI总线的诸多优良性能,能够在恶劣的环境下稳定、高效、持久的工作,因此特别适合用于可靠性要求高但是工作环境恶劣的航天工程中。3显控软件设计3.1运行环境该系统显控软件运行的硬件平台是一款标准6UCPCI单板计算机,IntelCoreTM2Duo双核处理器,主频高达2.16GHz,2G内存。该显控软件运行在Windows操作系统下,在VisualC++6.0编译环境下利用MFC实现软件架构。3.2功能需求该系统显控软件下发系统控制指令、实现中频数字采集、处理和存储、实时显示目标回波图像;系统模块之间的数据交互和信息传输通过CPCI总线实现。该系统显控软件的具体功能如下。1)控制系统工作模式:RCS测量模式、成像测量模式、白检模式、校准模式、调试模式等;2)控制系统工作参数:功放开关、自检开关、大功率开关、各级衰减量、极化方式、频点设置、频率间隔、脉冲宽度、重复周期、双距离门延时等;3)发送DA波形文件,给上变频组件提供三中频模拟信号;4)对系统进行自检,接收和显示系统自检信息;5)执行AD采集和存储,实时显示目标回波信号;6)可对存储的原始数据进行回放和后处理。3.3软件设计按照自顶向下的设计原则,显控软件的设计先进行框架的搭建,即界面布局设计;再进行功能实现部分。3.3.1界面布局设计根据显控软件的功能需求设计界面布局。按照功能对视窗资源进行分区:1)信息提示区;2)功能设置区;3)功能实现区;功能设置区在视窗界面的左侧,设置了“系统设置”、“数据采集”、“数据回放”功能,为了便于用户了解和操作设备,还提供了“帮助”功能。在功能实现区中具体实现每项功能,通过在功能设置区中切换功能,功能实现区中显示不同的执行内容。信息提示区中会以列表形式按时间顺序显示用户的每步操作内容。该显控软件基于MFC单文档应用程序,基类选择CView
万方数据・1804・计算机测量与控制第23卷类。在CMainFrame类中对重载虚函数OnCreateClient(LPCREATESTRUCTlpcs,CCreateContext。pContext)进
行静态划分,在以工程名命名的CxxView类中重载函数On—Create(LPCREATESTRUCTIpCreateStruct),再次进行静态分割,三大区域即可形成。功能设置区和功能实现区的基类是CFormView类,信息提示区的基类是CListView类。由于MFC提供的视图资源没有丰富的颜色和醒目的控件,为了使显控软件人性化.丰富有层次感的色彩界面会使用户在操作软件时感觉愉悦,不显枯燥和疲惫。为此设计了四种配色方案,分别是灰色系、蓝色系、绿色系和橙色系,用户可根据自己的喜好通过菜单项“更换皮肤”进行选择和切换。为实现颜色的切换设计了用户自定义消息,并定义一个关于视窗颜色的头文件SkinState.h,为灰、蓝、绿、橙4种颜色分别定义枚举类型。进行颜色切换时,传递具体颜色的RGB值并将用户自定义消息投递到消息队列中,在自定义消息中实现各种视窗和控件颜色的改变。3.3.2控件由于MFC为编程人员提供的控件无论是颜色还是图形显示都较为单一,为了用户使用更加直观和形象,该显控软件增加了ActiveX控件,并对若干控件类进行了重写。1)TeeChart:TeeChartPro是SteemaSoftware公司开发的图表图形组件,TeeChartProActiveX适用于VB、VC++、ASP以及VisualStudio.NET系统平台等。它可以提供上百种2D和3D图形风格、40余种数学和统计功能、加上无限制的轴和多种调色板组件可以选择,以及20余种用于图标操作的工具,将图标制作与操作功能发挥的淋漓尽致,为程序设计人员提供了一个高效、直观、节省时间的编程接口,为终端用户提供了随心所欲的发挥空间。该显控软件使用TeeChart组件用于数据采集和数据回放功能的实现。2)CGradientProgressCtrl:CGradientProgressCtrl类重写了进度条控件,其基类是CProgressCtrl,在实现进度条基本功能的同时获得颜色渐变的效果。3)CButtonST:CButtonST类重写了按钮控件,其基类是CButton类,不仅具有按钮控件的基本功能,同时令按钮呈现不同的颜色,还可以使按钮上的文字显现不同的颜色,并且还可以展现不同的图片。4)CTabSheet:CTabSheet类的基类是CTabCtrl,它继承了Tab控件的成员函数。该显控软件使用CTabSheet类并实例化一个对象,通过属性页的方式加载系统五种工作模式。3.3.3功能实现根据显控软件要实现的特定功能可将软件划分为几个功能模块:初始化模块、系统控制模块、通信模块、数据采集模块、数据存储模块、实时显示模块、数据回放模块、自检模块和帮助模块。1)初始化模块完成设备工作之前的准备,功能之一是与信号采集处理板的桥芯片建立连接并进行诸如上电复位等初始化设置;功能之二是进行网络通信的初始化;功能之三是为系统的各配置参数设置默认值。2)系统控制模块按照指定的系统工作模式将相应的工作指令和系统参数写入指定寄存器中,通过FPGA控制系统频率、衰减、开关等。3)通信模块实现CPCI单板计算机与信号采集处理板之间的CPCI总线通讯,具体是指CPCI单板计算机与PCI9656桥芯片建立通信,显控软件中要包含PlxAPIS.dll和PlxA—PIs.1ib两个库文件。显控软件向信号采集处理板发送控制命令和DA波形文件,信号采集处理板向单板机发送的自检信息和采集数据。4)数据采集模块、数据存储模块和实时显示模块是显控软件的核心。这三个功能模块是基于Windows的多线程,即数据采集线程、数据存储线程和实时显示线程。主线程启动一次测试任务后,会启动这三个线程。要保证任务的实时处理就要实现线程之间的同步。这里采用事件方式实现同步。首先定义一个事件对象CEventm—Event,并初始化为无信号状态。