便携式两用数据分析存储器的设计与实现

摘要

针对传统通信系统仿真验证模式的弊端,本课题提出了一种便携式两用数据分析存储器的设计方法。它支持两种数据类型。一种是不具有网络帧结构的非网口数据;一种是网络多媒体数据。在 FPGA上编写功能模块,搭建两条数据链路,对以上两种类型的数据进行实时监控,分析,采集和存储操作,最后将其导入 SD card中。SD卡作为一种便携式存储器件,方便研发人员对数据的存储、携带,也可以根据需要将SD卡中的数据导入 PC平台对数据进行各种仿真验证处理。
　　多媒体数据网络传输具有数据量大、网络带宽占用量大等特点。FPGA外接 SDR SDRAM存储器可以对结构较大的网络数据包或是大量高速传输中的数据进行突发存储操作。SDRAM控制器主要负责 FPGA内部数据流的控制,采用分层状态机的设计模式,实现主状态机与具体操作状态机的分离,结构清晰,减少了程序编写的复杂性。
　　软件系统整体架构在 FPGA上搭建完成,分成两条数据链路。非网口数据链路能够针对大量高速传输中的数据进行速率匹配、分析、采集和存储操作;网口数据链路的测试数据源中包含了由流媒体服务器发送的网络多媒体音视频数据,基于 FPGA对其进行分流提取,专门针对网络多媒体数据进行实时的数据结构、数据速率的监控,能够通过程序对网络数据包的帧头、协议号等信息进行分析,监控网络中音视频数据流量,并针对这种结构的数据包进行存储采集,导入 SD卡,或在 PC平台上进行实时监控、播放或是仿真处理。
　　本文采用 verilog硬件描述语言完成了对软件系统中各功能模块的描述和系统搭建工作,并在硬件开发环境中对其进行了硬件测试和功能验证。结果表明,SDRAM控制器可以完成对整个系统的数据流控,SDRAM工作速率达到80Mbps,可以完成对大量高速传输中的数据的存储操作,并且最终完成了课题预定目标。

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第一章 绪论

§1.1 课题背景与研究现状

§1.2 主要研究内容及意义

§1.3 论文的整体架构

第二章 存储器及其在便携式两用数据分析存储器中的应用

§2.1 存储器技术概述

§2.2 SDRAM 的结构

§2.3 SDRAM 控制器

§2.4 SDRAM 控制器在便携式两用分析存储器中的应用

第三章 软件系统的实现方案设计

§3.1 软件系统整体设计框架

§3.2 软件系统设计要求及参数

§3.3 软件系统工作原理

§3.4 非网口数据链路的实现方案设计

§3.5 网口数据链路的实现方案设计

第四章 基于硬件平台的建模与硬件测试

§4.1 硬件开发平台与硬件测试工具介绍

§4.2 各功能模块的建模和硬件测试

第五章 总结与展望

§5.1 总结

§5.2 展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士期间主要研究成果