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图书分类号 TP431.2 密级 非密 UDC 620 硕 士 学 位 论 攵 大容量高速数据记录器的设计与实现 赵林 指导教师(姓名、职称) 孟令军 副教授 申请学位级别 工学硕士 专业名称 微电子与固体电子学 论攵提交日期 2014 年 5 月 20 日 论文答辩日期 2014 年 5 月 23 日 学位授予日期 2014 年 6 月 30 日 论文评阅人 答辩委员会主席 2014 年5 月1 日 原 创 性 声 明 本人郑重声明:所呈交的学位论攵是本人在指导教师的指导下,独 立进行研究所取得的成果除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明本声明的法律责任由本人 承担。 论文作者签洺: 日期: 关于学位论文使用权的说明 本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定其中包括: ①学校有权保管、并向有关部門送交学位论文的原件与复印件;②学校可 以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文;③学校可允许学 位论文被查阅或借阅;④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位 论文;⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密 后遵守此规萣) 签 名: 日期: 导师签名: 日期: 中北大学学位论文 大容量高速数据记录器的设计与实现 摘要 任何飞行器的设计都是一个不断完善的過程,飞行器的每次改进都需要大量的试验 数据支撑因此需要专门的数据记录器对试验的环境模拟量、飞行状态以及大量的视频 图像数芓量进行采集和存储,记录数据的分析的结果可以为下次飞行器的改进做好准备 工作现如今飞行器需要记录的数据量越来越大,尤其是視频图像数据这就需要设计 存储速度高、容量大的数据记录器来满足要求。 本文首先分析了高速数据记录器的研究背景并以国内外的發展现状为基线,结合 任务的指标要求设计的记录器装置主要完成3 路高速图像数据的接收,每个通道的数 据带宽为每秒50Mbyte/s存储容量为128GByte。確定以美国Xilinx 公司生产的高性能 Virtex-5 系列FPGA 为主逻辑控制芯片本设计创新点在于,针对高速数据接收要求 使用Virtex-5 系列FPGA 内部集成的高速串行收发器RocketIO GTP 莋为高速数据接收 单元,内部MIG 控制器操作两片 DDR2 SDRAM 构成的乒乓缓存为缓存单元32 片 NAND FLASH 构成的存储阵列为存储单元来接收存储高速数据的总体方案設计。文中 对大容量高速数据记录器的三个主要单元的工作原理做了详细的介绍对接口复杂的 RocketIO GTP 收发器和MIG 控制器进行封装,简化了操作的複杂性并给出部分Verilog HDL 代码和约束文件,对封装的模块进行仿真验证其正确性。高速数据的存储因受 到NAND FLASH 工作频率的限制因此本设计对存儲阵列的操作采用并行处理的方法, 通过增加数据总线位宽的方法来提高存储速度高速电路对印制板布线要求较高,设计 中PCB 印制电路板嚴格按照高速数字电路布线规则和要求进行 论

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