【摘 要】
：
随着电力电子、机电一体化等领域的快速发展,电子测试技术已经越来越广泛地应用于各类工业生产和科研工作中。但是传统的测量仪器面对现代社会越来越高的测量需求,已经难以应对。因此开发出一款能够实现多通道、多物理量测量并且具有程控功能的示波记录仪尤为重要。本文研制的示波记录仪是一款基于采集板卡+信号处理板+工控机架构的多功能电子测量仪器,本文的研究目标是为其设计实现底层软件及程控功能,底层软件包括可供应用层
论文部分内容阅读
随着电力电子、机电一体化等领域的快速发展,电子测试技术已经越来越广泛地应用于各类工业生产和科研工作中。但是传统的测量仪器面对现代社会越来越高的测量需求,已经难以应对。因此开发出一款能够实现多通道、多物理量测量并且具有程控功能的示波记录仪尤为重要。本文研制的示波记录仪是一款基于采集板卡+信号处理板+工控机架构的多功能电子测量仪器,本文的研究目标是为其设计实现底层软件及程控功能,底层软件包括可供应用层调用的仪器驱动以及工控机与FPGA之间的数据传输系统。主要研究内容如下:1、设计实现符合IVI规范的仪器驱动程序。为不同的采集板卡设计专用驱动器,再注册类驱动器的方式,实现了采集板卡驱动的可互换性,为仪器内部工控机和仪器外的远程上位机的应用层代码提供可供调用的IVI驱动函数接口。2、设计实现了FPGA与工控机之间的PCIe总线数据传输功能,并对其效率提高的方案进行了研究。设计PIO模式和连续内存的DMA,实现单个指令和普通场景下的波形数据传输。对数据传输功能进行优化。针对示波记录仪多通道指令使用PIO模式发送效率低下的问题,设计了一种高效的命令处理系统,实现由该系统对指令进行传输、解析和分发,大大提高了指令的传输速率。针对示波记录仪数据量巨大的特点,设计一种基于命令缓存机制的分散/聚合内存DMA数据传输功能,解决了连续内存DMA无法开辟大容量的内存的问题,实现高效的DMA描述符处理,提高了数据传输效率。3、设计实现示波记录仪的程控功能。为满足用户的多种远程控制方式进行程控的需求,设计了一种程控主程序,为多总线驱动统一了通信接口,实现了远程本地状态的切换和锁定控制。针对本课题研制的示波记录仪具有测量电压、电流、应变、频率、温度和加速度等多种物理量和记录测量数据的功能特点,根据程控命令兼容功率分析功能的需求,结合SCPI规范构建了特定的命令集,并设计了SCPI命令处理器,实现对命令的解析和响应。通过测试,本文中设计与实现的仪器驱动软件能够实现用户界面对13种硬件采集板卡进行控制,PCIe总线数据传输速度最高达到344MB/s,远程上位机能够通过多种总线实现对示波记录仪的程控,支持217条SCPI指令。
其他文献
在计算机视觉和图像处理领域内,研究视频去雨算法具有越来越多的现实意义。在现实生活中,雨天等恶劣的天气下,雨线会遮挡一部分道路上行驶的情况,使得驾驶变得很困难并且十分危险;另外,犯罪现场重要位置拍摄的图像,因为雨线的遮挡,可能会模糊甚至弱化犯罪分子的行为;以及在交通事故中,无法认定肇事者的刑事责任。因此,从广义的角度来看,视频去雨对目标检测与识别,人工驾驶等技术的发展有十分重要的意义。在本文中,我们
射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）是一种使用电磁信号进行非接触双向无线通信的技术。随着通信技术的不断发展,无线技术在人们的生活中被越来越广泛的使用,RFID技术在无线通信领域的地位也越来越高。目前工作在13.56MHz和900MHz的电子标签已经发展的较为成熟,工作在2.45GHz的RFID系统不能广泛应用的主要原因是其使用的电子标签价格过高不能批量
特发性肺纤维化（idiopathic pulmonary fibrosis,IPF）作为间质性肺部疾病（interstitial lung diseases,ILDs）的一种表现,具有初期隐匿性,中后期致死率高的特点。遗憾的是,目前IPF并无有效的治疗方案,因此早检查、早诊断、早治疗可以有效提高IPF患者的生存率。但是,人工诊断方式需要繁琐的步骤和丰富的临床经验,这要求医生具有丰沛的精力和优秀的专
在实际应用中,因为测试任务的复杂,测试领域对多功能模块化仪器的需求越来越大。目前国外对多功能模块化仪器的研究较为成熟,仪器功能丰富但价格昂贵,国内并未推出多功能模块化仪器。为打破进口垄断,实现国产化,在国内开展对多功能模块化仪器及其配套软件的研究十分必要。本文的研究目标是基于某型VXI总线多功能模拟信号测试模块进行软件设计。该模块集成了数字化仪、任意波发生器和频率计的测量功能,可应用于多功能联合测
当前主流的人体安检设备大多为金属探测门,但其仅能对人身携带的金属物品进行检测,而对其他非金属材质的物品检测能力不足。太赫兹无源成像技术采用无源的工作方式,被动地接收人体和隐蔽目标自身辐射的太赫兹频段电磁波来进行成像,对人体无辐射性危害。并且太赫兹频段电磁波对衣物等具有高穿透性,可以探检到隐藏在人体衣物内的各类危险物品,该技术在公共场所的人体安检设备中具有重要的应用前景和研究价值。本论文的研究依托于
随着人口老龄化的加剧,人们对老年人的健康监测技术提出了更高的要求。室内人体速度估计是老年人居家健康监测的关键,它可以提供人体的运动状态。现阶段,一些穿戴式设备或光学设备等都提供了高准确度的速度估计方法,但接触式设备的要求是繁琐的,而光学设备也存在只能视距监测、侵犯隐私等问题。因此,人们迫切需要一种非接触性和非视距性的速度监测方法。随着技术的发展,基于射频信号的无线感知技术得到了广泛关注。但是,由于
目前,随着互联网技术的快速发展及工业4.0的提出,未来的社会生活将会发生巨大的变化。目前5G技术的发展以及6G技术的提出让万物互联不仅仅只是期望而有望成为事实,而要实现万物互联,其中的一个关键技术突破点就在于人机交互新型传感器的开发。例如智能家居系统中如何感知人体的温度及人体的位置从而实现家居系统的智能调控,无人看护的老人如何感知判断自身的身体状况指标并上传到监控系统,仿生型机器人如何具有类似于人
图像语义分割旨在实现图像像素级区域分割与识别,是多媒体分析、计算机视觉等众多任务的基础步骤。由于存在类内的差异性、类间的相似性、以及背景的复杂性等干扰问题,图像语义分割是一个极具挑战的工作。传统分割方法立足于手工设计的低层特征,难以有效刻画对象的语义信息,导致分割性能不足。近期,基于深度学习的分割方法能够通过深度网络提取更具判别性的深度语义特征,有效改善了语义分割性能。然而,基于深度学习的图像分割
人体行为识别是机器人系统及计算机视觉领域的基本研究挑战之一,其研究内容是识别视频中的人体行为,对视频进行分类。基于视觉的人体行为识别技术有着重要的现实意义,在智能监控,自动驾驶,视频剪辑,基于互联网视频的内容检索与分类,以及人机交互,游戏娱乐等领域有着重要的应用价值。传统算法往往识别精度较低,实现复杂,且大多依赖手工特征,模型的普适性较差;深度学习的出现与普及在很大程度上解决了传统算法中存在的一系
金属3D打印应用广泛,在现代制造技术中具有举足轻重的地位。在使用SLM技术打印过程中,零件内部会形成较大的温度梯度,同时受到周围材料的约束在金属结构件中产生较大的热应力,如果当残余应力积累到材料强度无法抵抗时会产生裂纹来释放应力。裂纹缺陷严重影响到零件的力学性能、减少零件的疲劳寿命,因此实现裂纹缺陷的检测定位是具有重要意义的。声发射技术作为一种新型的动态无损检测技术,越来越多的被应用于复杂的工业检