基于EDA和虚拟仪器技术的虚拟逻辑分析仪的研究与设计
发布时间：2022-12-18 02:44
随着大规模集成电路和微型计算机的发展，现代数字系统已逐步微机化了。微机的引入，一方面使系统的能力大为提高，能够完成许多复杂的任务；另一方面也带来一些新问题，即传统的检测设备（示波器等）已不能有效地监测和分析数字系统，特别是微机系统。因此，电子测量仪器与系统逐步从模拟式、数字式逐步向智能化、自动化和虚拟化发展演变。其中，尤以各种总线为基础，基于个人计算机构成的高性能、灵活性好、成本低廉的测试平台与系统被业界看好。正是基于此，本文充分运用EDA技术和虚拟仪器技术，开展了虚拟逻辑分析仪的软硬件系统的研究与设计。 文中首先通过对虚拟逻辑分析仪进行详细的功能分析，提出了构建虚拟逻辑分析仪的软硬件系统设计任务以及应遵循的主要设计原则。 其次，本文讨论了EDA技术及其应用、虚拟仪器软件设计技术与图形化编程语言、USB接口总线技术及其实现方式等，为构建虚拟逻辑分析仪做了必要的技术准备。 硬件系统、软件系统的设计与实现是本文的核心内容。硬件上，结合EDA技术的电路级和系统级设计方法，注重仿真分析环节，分别完成了采集...
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 测试技术的重要性及测量仪器与系统的发展
1.2 国内外虚拟逻辑分析仪的发展现状
1.3 开展基于虚拟仪器的逻辑分析仪目的与意义
1.4 本论文所做工作与特色
第二章 虚拟逻辑分析仪的详细分析与设计任务的提出
2.1 虚拟逻辑分析仪的详细分析
2.2 设计任务的提出及设计原则
2.2.1 系统设计任务的提出
2.2.2 系统软硬件设计原则
2.3 各种方案的讨论
2.3.1 系统结构的方案论证
2.3.2 数据采集探头的方案论证
2.3.3 计算机接口的方案论证
2.3.4 软件开发平台的方案论证
2.4 小结
第三章 虚拟逻辑分析仪的相关技术研究
3.1 EDA技术及其应用
3.1.1 EDA技术简介
3.1.2 本设计中CPLD的使用
3.2 虚拟仪器软件设计技术与图形化编程语言
3.2.1 虚拟仪器软件设计技术
3.2.2 图形化编程语言
3.3 USB接口总线技术及其实现方式
3.3.1 USB协议总揽
3.3.2 USB的电气特性
3.3.3 USB的系统结构
3.3.3.1 USB的特点
3.3.3.2 总线的拓扑结构
3.3.3.3 内部层次关系
3.3.3.4 数据流模式
3.3.3.5 USB传输模式
3.3.3.6 总线列举
3.4 小结
第四章 虚拟逻辑分析仪的硬件系统设计与实现
4.1 硬件系统的总体结构
4.2 采集探头的设计
4.2.1 探头电路的设计
4.2.2 延迟网络
4.3 存储控制电路的设计
4.3.1 存储数据
4.3.2 读取数据
4.3.3 读写控制
4.4 触发电路的设计
4.4.1 触发方式
4.4.2 触发识别电路的设计
4.5 USB接口电路设计
4.5.1 EZ-USB FX2芯片结构
4.5.2 可编程I／O口电路设计
4.5.3 I~2C总线电路设计
4.6 小结
第五章 虚拟逻辑分析仪的功能软件设计
5.1 基于Labview的PC端软件
5.1.1 仪器驱动程序
5.1.2 软面板程序
5.2 EZ-USB FX2固件程序设计
5.2.1 EZ-USB FX2固件的构架
5.2.2 主程序
5.2.3 USB系统描述符表
5.2.4 响应设备请求
5.2.5 批量OUT传输
5.2.6 批量IN传输
5.3 小结
第六章 虚拟逻辑分析仪性能评价与进一步研究
6.1 结论
6.2 虚拟逻辑分析仪的进一步研究思路
6.2.1 提高硬件系统性能的思路
6.2.2 提高系统软件功能的一些思路
6.2.3 虚拟仪器的网络化
6.3 创新技术的探索
6.3.1 设置创新
6.3.2 数据分析创新
附录1 系统原理图
参考文献
在校期间的研究成果及发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CPLD的简易逻辑分析仪设计[J]. 郑桐,李宏伟,丁茹,耿丽清. 天津工程师范学院学报. 2005(02)
[2]最新创新技术简化逻辑分析过程[J]. Doug Beck. 今日电子. 2005(03)
[3]基于FPGA芯片和EDA技术的逻辑分析仪系统设计[J]. 陈新华,范炜琳,王成义,张建立,赵义珂,黄泊. 微电子学与计算机. 2004(07)
[4]简易逻辑分析仪（D题）[J]. 黄任,杨芳芳,张万能,赵振纲. 电子世界. 2004(06)
[5]基于多种EDA工具的FPGA设计[J]. 孙富明 ,李笑盈. 电子技术应用. 2002(01)
[6]简易逻辑分析仪的设计与实现[J]. 朱震华,储婉琴. 实验室研究与探索. 2001(02)
[7]虚拟仪器结构及其可视化编程的技术进展[J]. 乐德广,郭东辉,刘瑞堂,GerardParr. 计算机自动测量与控制. 2001(01)
[8]EDA技术在现代数字系统中的应用[J]. 丁文霞. 电子技术应用. 2000(11)
[9]网络化──测量技术与仪器发展的新趋势[J]. 赵伟,张小牛,孟浩文. 电测与仪表. 2000(07)
[10]虚拟仪器讲座 第三讲 面向仪器与测控过程的图形化开发平台——LabVIEW[J]. 路林吉,饶家明. 电子技术. 2000(03)
硕士论文
[1]基于优盘应用的USB2.0接口控制芯片的设计与实现[D]. 赵亮.电子科技大学 2005
[2]虚拟仪器技术的研究[D]. 李冰.大庆石油学院 2005
[3]串行总线虚拟逻辑分析仪设计与实现[D]. 李振军.东北大学 2005
[4]基于USB接口的逻辑分析仪硬件设计[D]. 余远昱.电子科技大学 2005
[5]基于USB的高速数据采集和信号发生模块的研究与设计[D]. 贾少华.电子科技大学 2004
[6]基于虚拟仪器技术的逻辑分析仪的研究[D]. 吴林平.东南大学 2004
[7]基于PCI总线的逻辑分析仪设计[D]. 邹刚.电子科技大学 2004
[8]多功能虚拟测试平台的研究[D]. 王伦发.电子科技大学 2004
本文编号：3721173
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 测试技术的重要性及测量仪器与系统的发展
1.2 国内外虚拟逻辑分析仪的发展现状
1.3 开展基于虚拟仪器的逻辑分析仪目的与意义
1.4 本论文所做工作与特色
第二章 虚拟逻辑分析仪的详细分析与设计任务的提出
2.1 虚拟逻辑分析仪的详细分析
2.2 设计任务的提出及设计原则
2.2.1 系统设计任务的提出
2.2.2 系统软硬件设计原则
2.3 各种方案的讨论
2.3.1 系统结构的方案论证
2.3.2 数据采集探头的方案论证
2.3.3 计算机接口的方案论证
2.3.4 软件开发平台的方案论证
2.4 小结
第三章 虚拟逻辑分析仪的相关技术研究
3.1 EDA技术及其应用
3.1.1 EDA技术简介
3.1.2 本设计中CPLD的使用
3.2 虚拟仪器软件设计技术与图形化编程语言
3.2.1 虚拟仪器软件设计技术
3.2.2 图形化编程语言
3.3 USB接口总线技术及其实现方式
3.3.1 USB协议总揽
3.3.2 USB的电气特性
3.3.3 USB的系统结构
3.3.3.1 USB的特点
3.3.3.2 总线的拓扑结构
3.3.3.3 内部层次关系
3.3.3.4 数据流模式
3.3.3.5 USB传输模式
3.3.3.6 总线列举
3.4 小结
第四章 虚拟逻辑分析仪的硬件系统设计与实现
4.1 硬件系统的总体结构
4.2 采集探头的设计
4.2.1 探头电路的设计
4.2.2 延迟网络
4.3 存储控制电路的设计
4.3.1 存储数据
4.3.2 读取数据
4.3.3 读写控制
4.4 触发电路的设计
4.4.1 触发方式
4.4.2 触发识别电路的设计
4.5 USB接口电路设计
4.5.1 EZ-USB FX2芯片结构
4.5.2 可编程I／O口电路设计
4.5.3 I~2C总线电路设计
4.6 小结
第五章 虚拟逻辑分析仪的功能软件设计
5.1 基于Labview的PC端软件
5.1.1 仪器驱动程序
5.1.2 软面板程序
5.2 EZ-USB FX2固件程序设计
5.2.1 EZ-USB FX2固件的构架
5.2.2 主程序
5.2.3 USB系统描述符表
5.2.4 响应设备请求
5.2.5 批量OUT传输
5.2.6 批量IN传输
5.3 小结
第六章 虚拟逻辑分析仪性能评价与进一步研究
6.1 结论
6.2 虚拟逻辑分析仪的进一步研究思路
6.2.1 提高硬件系统性能的思路
6.2.2 提高系统软件功能的一些思路
6.2.3 虚拟仪器的网络化
6.3 创新技术的探索
6.3.1 设置创新
6.3.2 数据分析创新
附录1 系统原理图
参考文献
在校期间的研究成果及发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CPLD的简易逻辑分析仪设计[J]. 郑桐,李宏伟,丁茹,耿丽清. 天津工程师范学院学报. 2005(02)
[2]最新创新技术简化逻辑分析过程[J]. Doug Beck. 今日电子. 2005(03)
[3]基于FPGA芯片和EDA技术的逻辑分析仪系统设计[J]. 陈新华,范炜琳,王成义,张建立,赵义珂,黄泊. 微电子学与计算机. 2004(07)
[4]简易逻辑分析仪（D题）[J]. 黄任,杨芳芳,张万能,赵振纲. 电子世界. 2004(06)
[5]基于多种EDA工具的FPGA设计[J]. 孙富明 ,李笑盈. 电子技术应用. 2002(01)
[6]简易逻辑分析仪的设计与实现[J]. 朱震华,储婉琴. 实验室研究与探索. 2001(02)
[7]虚拟仪器结构及其可视化编程的技术进展[J]. 乐德广,郭东辉,刘瑞堂,GerardParr. 计算机自动测量与控制. 2001(01)
[8]EDA技术在现代数字系统中的应用[J]. 丁文霞. 电子技术应用. 2000(11)
[9]网络化──测量技术与仪器发展的新趋势[J]. 赵伟,张小牛,孟浩文. 电测与仪表. 2000(07)
[10]虚拟仪器讲座 第三讲 面向仪器与测控过程的图形化开发平台——LabVIEW[J]. 路林吉,饶家明. 电子技术. 2000(03)
硕士论文
[1]基于优盘应用的USB2.0接口控制芯片的设计与实现[D]. 赵亮.电子科技大学 2005
[2]虚拟仪器技术的研究[D]. 李冰.大庆石油学院 2005
[3]串行总线虚拟逻辑分析仪设计与实现[D]. 李振军.东北大学 2005
[4]基于USB接口的逻辑分析仪硬件设计[D]. 余远昱.电子科技大学 2005
[5]基于USB的高速数据采集和信号发生模块的研究与设计[D]. 贾少华.电子科技大学 2004
[6]基于虚拟仪器技术的逻辑分析仪的研究[D]. 吴林平.东南大学 2004
[7]基于PCI总线的逻辑分析仪设计[D]. 邹刚.电子科技大学 2004
[8]多功能虚拟测试平台的研究[D]. 王伦发.电子科技大学 2004
本文编号：3721173
本文链接：https://www.wllwen.com/shekelunwen/ljx/3721173.html