電化學工作站可重構平臺的設計與實現(xiàn).pdf

1、電化學工作站是電化學教學和研究過程中常用的分析測量儀器。當今,電化學工作站在朝著多功能、通用性、模塊化的方向發(fā)展,因此,本論文將信息技術中的可重構理論思想應用到電化學工作站的設計中,主要研究一種用于電化學工作站的可重構平臺方案。該平臺基于通用的FPGA+DSP+ARM電路架構,具備遠程重構功能,用戶可以根據(jù)測試需求進行不同工作模式的切換和加載,豐富了電化學工作站的測試分析功能;同時提供了一種方便的系統(tǒng)升級和功能擴展的方法,提升了電化學工

2、作站的模塊化、智能化、可擴展性。本文主要研究內容包括:
　　1.在FPGA可重構系統(tǒng)設計方法的基礎上,設計了一種基于“ARM傳輸控制+Spartan-3配置控制器+PROM配置存儲芯片”結構的可重構平臺方案,并完成了電化學工作站可重構平臺的總體架構和硬件電路設計。
　　2.分析、研究了平臺可重構配置主要原理:JTAG邊界掃描原理和PROM重配置操作時序流程;在此基礎上,通過可重構邏輯模塊的設計,實現(xiàn)了配置控制器Spartan

3、-3通過雙口RAM緩存接收配置數(shù)據(jù),同時基于邊界掃描接口時序標準將配置數(shù)據(jù)寫入配置芯片的功能。
　　3.針對FPGA配置文件中存在大量連續(xù)相同數(shù)據(jù)的特點,設計了基于游程長度編碼算法的壓縮方案對配置數(shù)據(jù)進行編碼處理,減少了配置文件傳輸數(shù)據(jù)量,有效縮短了平臺重構間隙。
　　最后,通過實驗驗證了平臺可重構功能,用戶可以在PC端遠程對平臺進行不同功能的切換和加載,證明了這種可重構平臺設計方案正確可行。該可重構方案還可以應用到其它相關