基于UDP/IP协议的通用型分布式测试节点设计
发布时间：2025-04-10 23:19
在一些特殊的参数测试测量的应用场合中，比如武器系统测试、恶劣环境下气温、湿度等气象数据测试，传统的单点式测试方法已经无法满足测试要求。而分布式测试系统在其多节点、网络化测试特点的基础上，已然成为现代化测试测量任务最热门的发展方向。本文以适用于多任务测试的通用型分布式测试为背景，研究并设计了一种基于UDP/IP协议且能够完成一定测试信号范围内的多通道、通用型、快速存储与回传的分布式测试节点。 论文首先对分布式测试系统的工作原理进行了深入的研究，从分布式测试节点的组网模式、高速数据回传、大容量数据存储等方面做了必要的研究，在此理论研究的基础上，提出了一种通用型，高速数据采集、存储和回传的分布式测试设计思路：在“通用型”特点的设计中，完成了对一定范围内电压信号、电流信号采集；在数据存储设计中，采用了基于NAND FLASH的大容量存储阵列的设计方法；在数据高速回传的设计中，采用了基于UDP/IP协议的有线高速数据回传接口的设计。另外，测试节点还针对测试需要设计负延迟自适应触发，能够完成对测试环境参数自适应、自触发。 设计采用了FPGA作为硬件开发平台，最高能够达到单通道1Msps的信号...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状与发展方向
1.2.1 分布式测试国内外发展现状
1.2.2 以太网技术的国内外发展现状
1.2.3 数据存储国内外现状
1.3 论文研究内容与章节安排
第二章 基于 UDP/IP 的分布式测试基本理论
2.1 分布式测试系统基本概念
2.1.1 分布式测试系统基本体系框架
2.1.2 构建分布式测试节点网络
2.2 测试节点数据传输协议以及实现方法
2.2.1 基于以太网的分布式测试系统中数据传输协议介绍
2.2.2 UDP/IP 协议高速数据传输接口的实现方法
2.3 基于 NAND FLASH 大容量存储阵列技术
2.3.1 位扩展技术
2.3.2 分时加载存储技术
2.4 测试节点的触发技术
2.5 本章小结
第三章 基于 UDP/IP 协议通用型分布式测试节点总体方案
3.1 测试节点的总体结构
3.2 测试节点性能指标与选型
3.2.1 测试范围指标
3.2.2 测试节点信号模数转换芯片选型
3.2.3 测试节点数据存储指标
3.2.4 测试节点数据回传性能指标
3.3 测试节点设计方案介绍
3.3.1 测试节点总体设计框图
3.3.2 前段调理电路设计方案
3.3.3 测试节点数据存储方案
3.3.4 基于 UDP/IP 协议数据传输接口方案
3.3.5 测试节点存储触发方案
3.4 测试节点设计重点和难点
3.5 本章小结
第四章 测试节点的硬件设计与实现
4.1 信号调理电路设计
4.1.1 电压信号调理电路
4.1.2 电流信号调理电路
4.2 A/D 模块 MAX1308 外围硬件电路设计
4.3 NAND FLASH 存储阵列硬件电路设计
4.4 数据回传接口外围电路设计
4.5 电源模块电路图
4.6 时钟模块电路
4.7 本章小结
第五章 测试节点的软件设计与实现
5.1 测试节点 NIOS II 嵌入式系统内部功能设计
5.2 测试节点软件功能总体设计
5.2.1 主控芯片 Qsys 外设和 EDS 软件设计
5.2.2 测试节点嵌入式系统软件设计流程图
5.3 MAX1308 模数转换控制逻辑
5.3.1 MAX1308 寄存器配置
5.3.2 MAX1308 采集与读取数据
5.4 基于 AVALON-MM 总线的 DMA 控制设计
5.4.1 存储阵列的命令、地址传输方案选择
5.4.2 建立无效块标识区
5.4.3 存储阵列 DMA 控制器 IP 核设计
5.4.4 存储速率计算
5.4.5 异步 FIFO 设计
5.5 测试节点触发模块设计
5.6 测试节点高速数据回传接口设计
5.7 本章小结
第六章 实验结果分析与总结
6.1 模拟信号采集测试实验介绍
6.2 实验结果分析
6.2.1 测试数据准确性分析
6.2.2 数据回传速率测试
总结与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢
附录1 分布式测试节点 PCB 原理图
附录2 分布式测试节点实验板实物图
本文编号：4039142
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状与发展方向
1.2.1 分布式测试国内外发展现状
1.2.2 以太网技术的国内外发展现状
1.2.3 数据存储国内外现状
1.3 论文研究内容与章节安排
第二章 基于 UDP/IP 的分布式测试基本理论
2.1 分布式测试系统基本概念
2.1.1 分布式测试系统基本体系框架
2.1.2 构建分布式测试节点网络
2.2 测试节点数据传输协议以及实现方法
2.2.1 基于以太网的分布式测试系统中数据传输协议介绍
2.2.2 UDP/IP 协议高速数据传输接口的实现方法
2.3 基于 NAND FLASH 大容量存储阵列技术
2.3.1 位扩展技术
2.3.2 分时加载存储技术
2.4 测试节点的触发技术
2.5 本章小结
第三章 基于 UDP/IP 协议通用型分布式测试节点总体方案
3.1 测试节点的总体结构
3.2 测试节点性能指标与选型
3.2.1 测试范围指标
3.2.2 测试节点信号模数转换芯片选型
3.2.3 测试节点数据存储指标
3.2.4 测试节点数据回传性能指标
3.3 测试节点设计方案介绍
3.3.1 测试节点总体设计框图
3.3.2 前段调理电路设计方案
3.3.3 测试节点数据存储方案
3.3.4 基于 UDP/IP 协议数据传输接口方案
3.3.5 测试节点存储触发方案
3.4 测试节点设计重点和难点
3.5 本章小结
第四章 测试节点的硬件设计与实现
4.1 信号调理电路设计
4.1.1 电压信号调理电路
4.1.2 电流信号调理电路
4.2 A/D 模块 MAX1308 外围硬件电路设计
4.3 NAND FLASH 存储阵列硬件电路设计
4.4 数据回传接口外围电路设计
4.5 电源模块电路图
4.6 时钟模块电路
4.7 本章小结
第五章 测试节点的软件设计与实现
5.1 测试节点 NIOS II 嵌入式系统内部功能设计
5.2 测试节点软件功能总体设计
5.2.1 主控芯片 Qsys 外设和 EDS 软件设计
5.2.2 测试节点嵌入式系统软件设计流程图
5.3 MAX1308 模数转换控制逻辑
5.3.1 MAX1308 寄存器配置
5.3.2 MAX1308 采集与读取数据
5.4 基于 AVALON-MM 总线的 DMA 控制设计
5.4.1 存储阵列的命令、地址传输方案选择
5.4.2 建立无效块标识区
5.4.3 存储阵列 DMA 控制器 IP 核设计
5.4.4 存储速率计算
5.4.5 异步 FIFO 设计
5.5 测试节点触发模块设计
5.6 测试节点高速数据回传接口设计
5.7 本章小结
第六章 实验结果分析与总结
6.1 模拟信号采集测试实验介绍
6.2 实验结果分析
6.2.1 测试数据准确性分析
6.2.2 数据回传速率测试
总结与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢
附录1 分布式测试节点 PCB 原理图
附录2 分布式测试节点实验板实物图
本文编号：4039142
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/4039142.html
