基于FPGA和ARM的数字逻辑测试仪的设计与实现

摘要

数字逻辑测试是电子产品测试中的重要组成部分，传统的数字逻辑测试通常采用信号发生器，频率计等标准仪表。随着工厂产能的扩大，产品测试面临新的挑战，即更高的测试平台集成度，更小的占地面积。同时，传统的测试接线方式也不能很好的支持越来越高的数字逻辑信号频率。
　　本文设计了一种基于FPGA和ARM的数字逻辑测试仪，适用于本工厂内的主要数字逻辑信号的发生与测试，集成于工厂内的标准测试系统中，可以有效缩短从被测板到测试仪表的信号传输路径，减少信号的失真和干扰，并且能够减少部分传统仪表，帮助测试系统小型化发展。本文所做的主要工作有:
　　1.本文首先介绍了数字逻辑测试仪开发的背景意义，国内外的嵌入式数字逻辑测试仪的研究动态，并简单介绍了数字逻辑测试仪开发完成后对工厂的实际意义。
　　2.基于工厂内原材料现状和设计需求选择了核心芯片S3C44B0X和EP2C8Q208C8N，并设计了数字逻辑测试仪的硬件部分，包括ARM系统和FPGA电路。
　　3.设计了ARM系统的软件和FPGA程序，并对FPGA程序进行了信号仿真。
　　4.结合工厂内的测试平台，编制了包含数字逻辑测试仪的上位机软件，在工厂实际测试系统中进行了集成调试，并根据调试结果进行优化。
　　5.本文最后就数字逻辑测试仪可以进行的功能扩展与升级的潜力进行了探讨，为工厂内下一代数字逻辑测试仪开发做出准备。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文研究内容及意义

第二章 硬件方案设计

2．1 硬件架构

2．2 上层板(ARM板)电路设计

2．2．1 ARM处理器

2．2．2 电源模块

2．2．3 USB模块

2．2．4 RS232模块

2．2．5 存储器设计

2．2．6 时钟电路设计

2．2．7 JTAG电路设计

2．2．8 LED显示电路

2．3 下层板(FPGA板)电路设计

2．3．1 调试与配置电路

2．3．2 时钟电路设计

2．3．3 电源电路设计

2．3．4 PLL供电电路设计

2．4 本章小结

第三章 软件方案设计

3．1．2 ARM系统软件主程序设计

3．1．3 ARM系统初始化

3．1．4 UART配置及上位机通信

3．1．5 FPGA配置

3．2 FPGA系统软件设计

3．2．1 SPI调试对象分析

3．2．2 SPI时序分析

3．2．3 SPI调试与波形模拟

3．2．4 FPGA文件下载

3．3 本章小结

第四章 系统集成与调试

4．1 离线调试

4．1．1 调试环境的搭建

4．1．2 逻辑测试仪样机生产

4．1．3 系统初始化调试

4．2 测试系统硬件集成

4．3 数字逻辑测试仪的上位机软件集成

4．3．1 上位机软件架构

4．3．2 包含数字逻辑测试仪的测试软件编制

4．4 数字逻辑测试仪与测试系统集成调试

4．4．1 开发阶段集成调试

4．4．2 压力测试及错误分析

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献