【摘要】：多波束測深技術的不斷發(fā)展使得測深系統(tǒng)的性能日益增強，如高分辨、超寬覆蓋、實時顯示等等。同時，，高性能使得系統(tǒng)在工作時需要處理更大的數(shù)據(jù)量和更快的數(shù)據(jù)率，這對多波束測深存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲速率、容量、可靠性都有了更高的需求。本文針對這些需求研究設計了一種基于Altera-FPGA及其內(nèi)嵌NIOS II軟核處理器的SOPC嵌入式磁盤存儲系統(tǒng)，該系統(tǒng)的存儲介質為IDE接口硬盤。本文利用FPGA的邏輯電路設計IDE接口控制器，實現(xiàn)ATA/ATAPI-6接口協(xié)議，實現(xiàn)設備物理底層接口的數(shù)據(jù)傳輸；利用NIOS II處理器內(nèi)部集成的uc/OS-II實時操作系統(tǒng)內(nèi)核開發(fā)FAT32文件系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)以文件形式進行磁盤存儲以及磁盤文件的脫機管理和操作。 論文的研究工作總體上分為硬件設計和嵌入式軟件開發(fā)兩部分。 一、硬件設計包括硬件電路板設計和FPGA硬件邏輯開發(fā)。論文根據(jù)采用的磁盤存儲方案和設計要求，進行了電路原理圖設計和印刷電路板繪制以及電路板焊接和測試，搭建出以FPGA芯片為核心的磁盤存儲系統(tǒng)硬件實體平臺。硬件邏輯設計完成了基于NIOS II處理器的嵌入式系統(tǒng)構建和生成；完成了IDE接口控制器的邏輯設計；完成了Hotlink高速串行數(shù)據(jù)收發(fā)器(CY7B923和CY7B933)的邏輯設計。 二、嵌入式軟件開發(fā)完成了基于uc/OS-II的FAT32文件系統(tǒng)設計；完成了IDE接口磁盤底層驅動程序開發(fā)；實現(xiàn)了磁盤數(shù)據(jù)文件的存儲和操作功能。 論文在完成系統(tǒng)硬件設計和軟件開發(fā)后，進行了功能仿真和系統(tǒng)調(diào)試，驗證了基于FPGANIOS II的多波束測深系統(tǒng)IDE磁盤存儲方案的正確性和可靠性，驗證了基于Hotlink的板間數(shù)據(jù)傳輸方案的可行性。
[Abstract]:With the continuous development of multi-beam sounding technology, the performance of bathymetric systems is increasingly enhanced, such as high resolution, ultra-wide coverage, real-time display and so on. At the same time, the high performance makes the system need to deal with more data volume and faster data rate, which has a higher demand for the data storage rate, capacity and reliability of the multi-beam bathymetric storage system. In this paper, a SOPC embedded disk storage system based on Altera-FPGA and its embedded NIOS II soft core processor is designed. The storage medium of the system is IDE interface hard disk. In this paper, the logic circuit of FPGA is used to design the IDE interface controller, to realize the ATA/ATAPI-6 interface protocol, and to realize the data transmission of the underlying interface of the device. The FAT32 file system is developed by using the uc/OS-II real-time operating system kernel integrated within the NIOS II processor. The data can be stored in the form of files and the offline management and operation of the disk files can be realized. The research work is divided into two parts: hardware design and embedded software development. First, hardware design includes hardware circuit board design and FPGA hardware logic development. According to the disk storage scheme and design requirements, the paper designs the circuit schematic diagram, the PCB drawing, the circuit board welding and testing, and builds the hardware entity platform of the disk storage system with FPGA chip as the core. The hardware logic design completes the embedded system construction and generation based on NIOS II processor, the logic design of IDE interface controller, and the logic design of Hotlink high-speed serial data transceiver (CY7B923 and CY7B933). Secondly, the embedded software development completes the FAT32 file system design based on uc/OS-II, completes the IDE interface disk bottom driver development, and realizes the disk data file storage and operation function. After completing the hardware design and software development of the system, the function simulation and system debugging are carried out to verify the correctness and reliability of the IDE disk storage scheme of the multi-beam bathymetric system based on FPGANIOS II. The feasibility of interboard data transmission scheme based on Hotlink is verified.
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TP333.35

【參考文獻】

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本文編號：2391989