電化學(xué)工作站可重構(gòu)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、電化學(xué)工作站是電化學(xué)教學(xué)和研究過(guò)程中常用的分析測(cè)量?jī)x器。當(dāng)今,電化學(xué)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(shù)中的可重構(gòu)理論思想應(yīng)用到電化學(xué)工作站的設(shè)計(jì)中,主要研究一種用于電化學(xué)工作站的可重構(gòu)平臺(tái)方案。該平臺(tái)基于通用的FPGA+DSP+ARM電路架構(gòu),具備遠(yuǎn)程重構(gòu)功能,用戶可以根據(jù)測(cè)試需求進(jìn)行不同工作模式的切換和加載,豐富了電化學(xué)工作站的測(cè)試分析功能;同時(shí)提供了一種方便的系統(tǒng)升級(jí)和功能擴(kuò)展的方法,提升了電化學(xué)工

2、作站的模塊化、智能化、可擴(kuò)展性。本文主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1.在FPGA可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種基于“ARM傳輸控制+Spartan-3配置控制器+PROM配置存儲(chǔ)芯片”結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)平臺(tái)方案,并完成了電化學(xué)工作站可重構(gòu)平臺(tái)的總體架構(gòu)和硬件電路設(shè)計(jì)。
　　2.分析、研究了平臺(tái)可重構(gòu)配置主要原理:JTAG邊界掃描原理和PROM重配置操作時(shí)序流程;在此基礎(chǔ)上,通過(guò)可重構(gòu)邏輯模塊的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了配置控制器Spartan

3、-3通過(guò)雙口RAM緩存接收配置數(shù)據(jù),同時(shí)基于邊界掃描接口時(shí)序標(biāo)準(zhǔn)將配置數(shù)據(jù)寫入配置芯片的功能。
　　3.針對(duì)FPGA配置文件中存在大量連續(xù)相同數(shù)據(jù)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于游程長(zhǎng)度編碼算法的壓縮方案對(duì)配置數(shù)據(jù)進(jìn)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(tái)重構(gòu)間隙。
　　最后,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了平臺(tái)可重構(gòu)功能,用戶可以在PC端遠(yuǎn)程對(duì)平臺(tái)進(jìn)行不同功能的切換和加載,證明了這種可重構(gòu)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案正確可行。該可重構(gòu)方案還可以應(yīng)用到其它相關(guān)