PXI高性能數(shù)字I-O模塊研制.pdf

1、本文主要研究和設(shè)計了基于PXI總線的高性能數(shù)字I/O模塊，高性能數(shù)字I/O模塊是一種重要的數(shù)據(jù)域測試儀器，能夠在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)備調(diào)試和故障診斷中根據(jù)實際需要，對目標(biāo)系統(tǒng)施加數(shù)字激勵，捕獲系統(tǒng)產(chǎn)生的響應(yīng)數(shù)據(jù)，為數(shù)字系統(tǒng)性能測試、現(xiàn)場調(diào)試、故障診斷提供有價值的試驗依據(jù)，因而具有著廣泛的用途和重要的應(yīng)用價值。PXI總線高性能數(shù)字I/O模塊的研制，對于提高我國數(shù)據(jù)域測試儀器研究水平具有重要的意義。
　　本文在參閱了大量技術(shù)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)

2、PXI總線規(guī)范以及模塊的性能指標(biāo)要求，確定了總體方案。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了模塊與總線的接口部分以及功能電路部分，采用VerilogHDL(HardwareDescriptionLanguage)語言實現(xiàn)總線對模塊各個功能部分的控制邏輯。針對模塊的多通道，高數(shù)據(jù)速率，大存儲深度等較高的技術(shù)指標(biāo)要求，選擇了三片大容量、高速同步靜態(tài)隨機(jī)存儲器（SRAM）為核心器件。一片用于獲取響應(yīng)數(shù)據(jù)，一片用于輸出激勵數(shù)據(jù)，一片用于在一個時鐘周期內(nèi)將任一通道配置

3、成激勵／響應(yīng)。這三片SRAM配合連續(xù)地址序列和同步時鐘的方式，輸出一個激勵／響應(yīng)可隨時切換的數(shù)字激勵響應(yīng)序列。模塊中利用FPGA實現(xiàn)對上述SRAM的控制。利用三態(tài)總線緩沖門設(shè)計了前端驅(qū)動電路，保證了激勵輸出有較大的驅(qū)動電流和激勵響應(yīng)之間的高速切換。采用直接數(shù)字頻率合成器（DDS）產(chǎn)生頻率可變時鐘，使模塊能以靈活多變的數(shù)據(jù)速率執(zhí)行測試任務(wù)。
　　在軟件設(shè)計中，利用LabWindowsCVI編寫了符合VPP規(guī)范的儀器的驅(qū)動程序和軟面板