探地雷达中基于pci总线高速数据采集系统的设计

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1、分类号UDC密级编号中国科学院硕士学位研究生学位论文探地雷达中基于PCI总线高速数据采集系统的设计李春兰指导教师工筮去班究虽主垦科堂随量叠光堂揎蜜扭撼皇塑堡受窒压申请学位级别兰堂亟主学科专业名称电堕皇墓缠论文提交日期2004．12论文答辩日期2005．01培养单位生重型堂睦量查盘堂蕉蜜扭撼生毖堡班宜压学位授予单位主匿抖堂瞳硒塞生睦答辩委员会主席摘要探地雷达是一种高科技无损检测设备，也是一种新的物探方法。探地雷达今后发展的方向主要是抗干扰能力强、采集数据快速而精确、探测能力强、处理!速度快、分辨率高，另外它还能保存原始数据。针对探地雷达

2、的发展方向，高速数据采集系统作为探地雷达的重要组成部分，对于其性能的提高起着关键的作用。本论文依据研究室课题实用化探地雷达，设计开发了基于PCI总线的高速数据采集系统用以采集前端数据。该数据采集卡处理能力强，结构紧凑，数据吞吐量高，经实际调试和外出探测，己证明存储速率和数据处理速度完全能够满足探地雷达要求。本论文首先简要介绍了探地雷达的历史、发展现状、特点及其应用，阐述?‘它的工作原理和结构。接着，对PCI总线技术进学了概运，包括PCI总线的褥^i．基本的PCI总线信号组、PCI总线的操作和配置空间。然后重点探讨了PCI高速数据采集卡

3、的硬件实现方案，采用PC]总线控制芯片9050作为PCI目标控制器，TLC5510作模数转换，利用可编程逻辑器件CPLD和FPGA作逻辑控制单元，设计了～套完整的数据采集系统。最后研究了系统配套软件驱动程序的开发，利用开发工具Wfidriver编写驱动程序，完成从采集卡到计算机内存的存储数据，解决了数据实时采集和图像的实时显示问题。关键词：探地雷达，PCI总线，数据采集，FPGA：驱动程序AbstractGround—PenetratingRadar(GPR)isakindofnon—destructionhi—teehdetecti

4、ngequipmentworkinginanew-developeddetectingway．ResearchonGPRisfocusedonanti-interferenceability,dataacquisitionprecisionandspeed,depthandresolutionofdetectionanddatasavingabiliw．Asa11importantpartofGPR．dataacquisitionsystemplaysakeyroletOimproveGPRperformance．Inthispape

5、r,basedOilPCIBustechnology．ahi曲-speeddataacquisitionsystemisdesignedfortheitemAppliedGround—PenetratingRadar．Thesystemhascharacteristicsofhi出processingspeed．compactstructureandhighdatathroughpm．Throughoutdoordetectingexperimentandpracticalsystemdebugging．itcanmeetthereq

6、uirementofGPRintransferringandprocessingdata．ThepaperprovidesabriefhistoryofGPR，describesitsprincipleandstructure．Subsequently,PCIBustechnologyisgenerallyintroduced，includingthem越orfeaturesofPCIBus，theconceptsofbasicsignal．PCIBusoperationandconfigurationspaceofPCIdevice

7、．Thereafter．thehardwareschemeofdesigninghigh-speeddataacquisitionsystemisdiscussedandimplementedwithPCI9050asPCItargetcontroller，TLC5510asA／DConvcrterandCPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)andFPGA(FieldProgrammableGateArra)7)ascontrolunit．Finally,de、icedri＼7erusedinthes

8、ystemisdeveloped1^。ithWridrivert001．ThedriverisusedtOsavedatafromthecardtocomputermemoryandresolvetheproblemof