基于高速网络接口的96通道同步采集系统数据传输与处理技术研究

摘要

随着测试计量技术和嵌入式系统的发展，数据采集系统的精度和速率不断提升，对采样通道的需求不断增加，其所产生的数据量也越来越大，对大量的采样数据进行有效的传输和处理越来越重要。
　　本文系统来源于96通道高分辨率数字采集系统项目，该系统分为两部分，一部分是系统主控、高速网络接口、数据传输与处理，另一部分是多通道同步采样。本文工作为设计第一部分内容的嵌入式系统平台软硬件及其上位机软件。
　　本文对系统需求及系统关键模块进行了研究，论证了总体方案，并详细论述了软硬件实现过程。硬件方面设计了以 AM3354处理器为核心的嵌入式系统平台，设计了千兆以太网接口、SD卡多路选择、控制台接口转换、实时时钟、底板电源等硬件电路。在此平台上搭建了嵌入式 Linux交叉开发环境进行嵌入式平台的应用开发。软件方面按照系统工作过程由总到分进行了阶段划分和各阶段子程序功能设计，同时规定了采集任务表及任务数据帧的存储格式，以及采样数据的存储格式，通过上下位机的程序实现及配合，完成了自动连接、上位机任务表生成及发送、下位机任务表解析及执行、EDMA读取SD卡、数据缓冲、TCP/IP数据传输、上位机接收数据并存储等功能的实现。最终完成了系统整体的基本功能。
　　最后对系统进行了功能测试并提出了对系统改进的建议。

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第一章 绪论

1.1课题背景及来源

1.2国内外研究现状

1.3课题研究意义和目标

1.4课题主要工作及论文结构

第二章 系统关键技术研究及总体方案论证

2.1系统需求分析

2.2系统关键模块研究

2.3系统总体方案

第三章 硬件系统设计与实现

3.1 AM335x最小系统

3.2千兆以太网接口电路设计

3.3 SD卡接口电路设计

3.4控制台接口转换电路设计

3.5实时时钟及掉电保持电路设计

3.6电源电路设计

3.7其他辅助电路设计

3.8 PCB设计注意事项

3.9本章小结

第四章 软件系统设计与实现

4.1系统软件总体设计

4.2嵌入式开发环境建立

4.3任务表生成程序设计

4.4上下位机建立连接

4.5任务表发送与接收程序设计

4.6任务表解析与执行程序设计

4.7数据读取及缓冲程序设计

4.8 TCP数据传输程序设计

4.9上位机数据查看程序设计

4.10本章小结

第五章 系统功能测试

5.1测试环境与工具

5.2系统功能测试

5.3本章小结

第六章 总结与展望

附录

参考文献

致谢

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