基于SOPC的成像聲納數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、在眾多水下應(yīng)用領(lǐng)域,成像聲納作為人類水中作業(yè)的視覺延伸,起到了至關(guān)重要的作用。本文以成像聲納研制為背景,將微電子領(lǐng)域中的SOPC(片上可編程系統(tǒng))技術(shù)與成像聲納數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合,開發(fā)了基于SOPC技術(shù)的成像聲納數(shù)字系統(tǒng),在滿足了成像聲納整體系統(tǒng)性能要求的同時,也為相關(guān)水下設(shè)備數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計提供了一種新的解決方案。
　　 成像聲納數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計需要考慮如下因素:高速信號采集傳輸能力,實時信號處理能力,良好的人機交互能力,以及設(shè)計

2、復(fù)雜度、開發(fā)成本、開發(fā)周期、系統(tǒng)可擴展性等因素。基于以上需求,論文主要研究內(nèi)容如下:
　　 首先,論文根據(jù)成像聲納系統(tǒng)需求提出了三種可行的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方案。通過多個角度的對比分析,最終選取了基于SOPC技術(shù)的成像聲納數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方案。
　　 其次,完成了數(shù)據(jù)采集平臺的FPGA邏輯設(shè)計,包括:DDS(直接數(shù)字頻率合成)信號源設(shè)計、多通道數(shù)據(jù)采集控制、HOTLink數(shù)據(jù)發(fā)送控制、時鐘域劃分、同步信號設(shè)置以及平臺整體工作流程。

3、
　　 再次,從硬件邏輯和嵌入式軟件兩個方面,實現(xiàn)了SOPC顯控平臺設(shè)計。其中,硬件邏輯設(shè)計完成了以NiosⅡ軟核處理器為核心的片上系統(tǒng)的構(gòu)建;嵌入式軟件設(shè)計則主要完成了外設(shè)驅(qū)動程序開發(fā)、基于μC/GUI的圖形界面設(shè)計以及網(wǎng)絡(luò)通信等。
　　 最后,在完成系統(tǒng)各功能模塊設(shè)計開發(fā)的基礎(chǔ)上,對各模塊功能進行了測試,進而對成像聲納整體電路系統(tǒng)進行了聯(lián)調(diào),并通過最終整體聲納系統(tǒng)的水池實驗,驗證了系統(tǒng)實現(xiàn)方案的正確性以及軟件和硬件的