基于计算机PCI总线的雷达数据采集系统的研制
摘要
本文详细介绍了基于计算机PCI总线大容量雷达数据采集系统的研制和实现方法。该系统提供了两路20MHz最高采样频率、12位采样精度的数据采集通道。该系统由数据采集卡和相应的配套软件组成。
论文对雷达数据采集系统的整体方案以及系统各个模块的功能和实现进行了详细的讨论。在实际的研制过程中，利用CPLD的在系统可编程(ISP)技术和基于VHDL语言的可编程逻辑器件设计技术实现了雷达数据采集卡的控制模块。针对大容量数据采集，采用了双缓冲技术解决Windows操作系统下难以申请到大容量连续内存的问题。利用驱动程序开发工具Windriver对采集系统的驱动程序进行了开发，并且，在VC6.0开发环境下开发了数据采集系统的应用程序。
In the dissertation, we describe the implementation of large capability radar data acquisition system based on PCI bus of computer. The system is composed of data acquisition card and corresponding software. The data acquisition card includes two acquisition channels , 12-bit digitization at rates up to 20MHz/ch.
First, the architecture of the radar data acquisition system is studied. Then, the function and implementation method of each module are introduced in detail. The control module of the radar data acquisition card is implemented by using of the ISP technology of CPLD and the VHDL programming technology. And the double buffer technology is used for large capability data acquisition, because a continuously large memory is difficult to apply in Windows operating system. The application software of the radar data acquisition system is developed by using VC 6.0, and the device driver by using device driver development toolkit-Windriver.
论文对雷达数据采集系统的整体方案以及系统各个模块的功能和实现进行了详细的讨论。在实际的研制过程中，利用CPLD的在系统可编程(ISP)技术和基于VHDL语言的可编程逻辑器件设计技术实现了雷达数据采集卡的控制模块。针对大容量数据采集，采用了双缓冲技术解决Windows操作系统下难以申请到大容量连续内存的问题。利用驱动程序开发工具Windriver对采集系统的驱动程序进行了开发，并且，在VC6.0开发环境下开发了数据采集系统的应用程序。
In the dissertation, we describe the implementation of large capability radar data acquisition system based on PCI bus of computer. The system is composed of data acquisition card and corresponding software. The data acquisition card includes two acquisition channels , 12-bit digitization at rates up to 20MHz/ch.
First, the architecture of the radar data acquisition system is studied. Then, the function and implementation method of each module are introduced in detail. The control module of the radar data acquisition card is implemented by using of the ISP technology of CPLD and the VHDL programming technology. And the double buffer technology is used for large capability data acquisition, because a continuously large memory is difficult to apply in Windows operating system. The application software of the radar data acquisition system is developed by using VC 6.0, and the device driver by using device driver development toolkit-Windriver.
引文
[1] 沈兰荪．高速数据采集系统的原理与应用．北京：人民邮电出版社，1995
[2] 李广军，王厚军，《实用接口技术》，电子科技大学出版社，1998。
[3] 李圣怡等，Windows环境下软硬件接口技术，国防科技大学出版社，2001。
[4] Peter Norton等，《PC技术内幕》，清华大学出版社
[5] 刘书明，刘斌，《高性能模数与数模转换器件》，西安电子科技大学出版社，2000。
[6] 刘晖等译，PCI系统结构(第四版)，电子工业出版社，2000。
[7] 李贵山，戚德虎，PCI局部总线开发者指南，西安电子科技大学出版社，1996。
[8] 刘显庆，刘仁普，微机总线规范，机械工业出版社，1995
[9] 侯伯亨，顾新，VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路的设计，西安电子科技大学出版社，2000
[10] David J.Kruglinski等，Visual C++6.0技术内幕，北京希望电子出版社，2000
[11] Kevin Skahill，可编程逻辑系统的VHDL设计技术，东南大学出版社，1998
[12] 柯南，非常电路板设计，中国铁道出版社，1999
[13] 孙燕，Protel 99设计与实例，机械工业出版社，2000
[14] Xilinx公司，The Programmable Logic Data Book,1996.
[15] Xilinx公司，Foundation Series Quick Start Guide
[16] PLX公司，PCI9054 Data Book．1999
[17] 邹戗祁，杨玉森，PCI总线的实现方案及其实例，《电子工程师》，1999(7)：7～9
[18] 李贵山，康继昌，PCI总线扩展板的设计，计算机研究与发展，1997(10)：721～725
[19] 谭立湘，局部总线PCI技术，计算机应用研究，1996(1)：11～12
[20] 王学良，来忠信，基于PCI总线控制器的高速大容量实时数据采集，光学 精密工程，2000(2)
[21] 金明等．FIFO芯片在高速系统中的应用．电子技术应用，1998，(3)：61～62
[22] 张长隆等，PCI总线接口技术及其在雷达数据采集通道中的应用，微处理机，2000(2)：45～48
[23] 张翔，基于PC机的12位高速数据采集系统，数据采集与处理，1998(3)：29～32
[24] 庄哲民，蔡清福，基于环形缓冲区的高速数据采集系统，数据采集与处理，1999(9)：264～266
[25] 姚宗国等，在Windows95平台上实现数据采集与处理，山东建材学院学报，1998(12)：324～326
[26] 李海，PCI设备Windows通用驱动程序的设计，电子技术应用，2000(1)：19～22
[27] 姚国清等译．Windows NT设备驱动程序设计指南。 北京：机械工业出版社
[28] 许青林，李华贵，一种在Windows下实时数据采集的有效方法，电脑与信息技术，1999(4)：15～16
[29] 刘阳，郭修煌，PC总线虚拟仪器系统中高速数据采集卡的研究，系统工程与电子技术，1998(8)：61～64
[30] 牟旭东等，DVB传输流捕获系统的实现，武汉大学学报(自然科学版)，2000(6)：369～372
[31] 李本亮，Windows 95下高速数据采集系统的设计，电子技术，1998(11)：34～36
[32] 丁李送等，用于ISAR一维成象的雷达信号采集系统，数据采集与处理，1998(3)：92～96
[33] 周智敏等．超高速数据采集技术研究与系统实现，数据采集与处理，1998，13(11)：5～7
[34] 路林吉，饶家明，数据采集技术概论，电子技术，2000(2)：49～53
[35] 梁军杰，林芳，用汇编与VC++混合编程实现对硬件资源的访问，电子技术应用，1999(11)：32～34
[36] 何海波，数据采集软件开发中问题的分析，计算机信息，1999(2)：27
[37] 马卫国，何佩琨，通用高速PCI总线目标模块的设计，电子技术应用，1999(1)：11～14
[38] 朱明程，林欣荣，VHDL设计中电路简化问题的探讨，电子技术应用，2000(8)：39～41
[39] 文一宁，等，基于PCI总线的数字视频监控系统图像采集的研制，电子与自动化，1999(1)：18～21
[40] 郭武等，基于PCI总线的图像采集卡在WINDOWS下的实现，微型机与应用，1998(2)：19～23
[41] 柯冬香等，实时数据采集技术与PCI，微型机应用，1997(6)
[42] 潘丽丽，高品贤，基于PCI总线的高速数据采集的系统研究，电子技术应用，2001(9)：20～22
[2] 李广军，王厚军，《实用接口技术》，电子科技大学出版社，1998。
[3] 李圣怡等，Windows环境下软硬件接口技术，国防科技大学出版社，2001。
[4] Peter Norton等，《PC技术内幕》，清华大学出版社
[5] 刘书明，刘斌，《高性能模数与数模转换器件》，西安电子科技大学出版社，2000。
[6] 刘晖等译，PCI系统结构(第四版)，电子工业出版社，2000。
[7] 李贵山，戚德虎，PCI局部总线开发者指南，西安电子科技大学出版社，1996。
[8] 刘显庆，刘仁普，微机总线规范，机械工业出版社，1995
[9] 侯伯亨，顾新，VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路的设计，西安电子科技大学出版社，2000
[10] David J.Kruglinski等，Visual C++6.0技术内幕，北京希望电子出版社，2000
[11] Kevin Skahill，可编程逻辑系统的VHDL设计技术，东南大学出版社，1998
[12] 柯南，非常电路板设计，中国铁道出版社，1999
[13] 孙燕，Protel 99设计与实例，机械工业出版社，2000
[14] Xilinx公司，The Programmable Logic Data Book,1996.
[15] Xilinx公司，Foundation Series Quick Start Guide
[16] PLX公司，PCI9054 Data Book．1999
[17] 邹戗祁，杨玉森，PCI总线的实现方案及其实例，《电子工程师》，1999(7)：7～9
[18] 李贵山，康继昌，PCI总线扩展板的设计，计算机研究与发展，1997(10)：721～725
[19] 谭立湘，局部总线PCI技术，计算机应用研究，1996(1)：11～12
[20] 王学良，来忠信，基于PCI总线控制器的高速大容量实时数据采集，光学 精密工程，2000(2)
[21] 金明等．FIFO芯片在高速系统中的应用．电子技术应用，1998，(3)：61～62
[22] 张长隆等，PCI总线接口技术及其在雷达数据采集通道中的应用，微处理机，2000(2)：45～48
[23] 张翔，基于PC机的12位高速数据采集系统，数据采集与处理，1998(3)：29～32
[24] 庄哲民，蔡清福，基于环形缓冲区的高速数据采集系统，数据采集与处理，1999(9)：264～266
[25] 姚宗国等，在Windows95平台上实现数据采集与处理，山东建材学院学报，1998(12)：324～326
[26] 李海，PCI设备Windows通用驱动程序的设计，电子技术应用，2000(1)：19～22
[27] 姚国清等译．Windows NT设备驱动程序设计指南。 北京：机械工业出版社
[28] 许青林，李华贵，一种在Windows下实时数据采集的有效方法，电脑与信息技术，1999(4)：15～16
[29] 刘阳，郭修煌，PC总线虚拟仪器系统中高速数据采集卡的研究，系统工程与电子技术，1998(8)：61～64
[30] 牟旭东等，DVB传输流捕获系统的实现，武汉大学学报(自然科学版)，2000(6)：369～372
[31] 李本亮，Windows 95下高速数据采集系统的设计，电子技术，1998(11)：34～36
[32] 丁李送等，用于ISAR一维成象的雷达信号采集系统，数据采集与处理，1998(3)：92～96
[33] 周智敏等．超高速数据采集技术研究与系统实现，数据采集与处理，1998，13(11)：5～7
[34] 路林吉，饶家明，数据采集技术概论，电子技术，2000(2)：49～53
[35] 梁军杰，林芳，用汇编与VC++混合编程实现对硬件资源的访问，电子技术应用，1999(11)：32～34
[36] 何海波，数据采集软件开发中问题的分析，计算机信息，1999(2)：27
[37] 马卫国，何佩琨，通用高速PCI总线目标模块的设计，电子技术应用，1999(1)：11～14
[38] 朱明程，林欣荣，VHDL设计中电路简化问题的探讨，电子技术应用，2000(8)：39～41
[39] 文一宁，等，基于PCI总线的数字视频监控系统图像采集的研制，电子与自动化，1999(1)：18～21
[40] 郭武等，基于PCI总线的图像采集卡在WINDOWS下的实现，微型机与应用，1998(2)：19～23
[41] 柯冬香等，实时数据采集技术与PCI，微型机应用，1997(6)
[42] 潘丽丽，高品贤，基于PCI总线的高速数据采集的系统研究，电子技术应用，2001(9)：20～22