基于PCI總線的任意波形發(fā)生器研究的中期報(bào)告

基于PCI總線的任意波形發(fā)生器研究的中期報(bào)告引言任意波形發(fā)生器（ArbitraryWaveformGenerator）是一種能夠產(chǎn)生任意形狀波形的測(cè)試設(shè)備，它能夠以計(jì)算機(jī)的方式控制波形的幅度、頻率、相位等參數(shù)，廣泛應(yīng)用于各種信號(hào)處理、通信、電子測(cè)量等領(lǐng)域。PCI總線則是一種高速的計(jì)算機(jī)總線，具有數(shù)據(jù)傳輸速度快、傳輸量大等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)采集、圖像處理等領(lǐng)域。本報(bào)告介紹了基于PCI總線的任意波形發(fā)生器的研究中期進(jìn)展情況，包括設(shè)計(jì)原理、軟硬件實(shí)現(xiàn)、性能測(cè)試等方面。設(shè)計(jì)原理基于PCI總線的任意波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)原理如下：1.數(shù)據(jù)傳輸在PCI總線上傳輸數(shù)據(jù)需要使用DMA（DirectMemoryAccess）技術(shù)，即數(shù)據(jù)直接從內(nèi)存中傳輸?shù)皆O(shè)備中，無(wú)需CPU的干預(yù)。本設(shè)計(jì)采用了PCI總線上的主DMA通道，可以實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸。2.輸出電路任意波形發(fā)生器的輸出電路需要支持多種波形輸出，例如正弦波、方波等，同時(shí)還需要支持任意波形的輸出。在本設(shè)計(jì)中，輸出電路采用了數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)任意波形的輸出，具有高精度、低失真等特點(diǎn)。3.控制接口任意波形發(fā)生器的控制接口可以采用多種方式，例如串口、USB等。本設(shè)計(jì)中，采用了PCI總線上的iodev（input/outputdevice）接口，可以實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的高速通信，具有較高的控制精度和響應(yīng)速度。軟硬件實(shí)現(xiàn)基于PCI總線的任意波形發(fā)生器的軟硬件實(shí)現(xiàn)如下：1.硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)采用了PCI總線和FPGA（Field-ProgrammableGateArray）器件。其中，PCI總線接口使用了PLX公司的PCI9054芯片，支持32位數(shù)據(jù)總線和33MHz的工作頻率。FPGA器件則用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和輸出電路，使用了Altera公司的CycloneIV器件，支持高速的數(shù)字信號(hào)處理和復(fù)雜波形輸出。2.軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)包括控制軟件和驅(qū)動(dòng)程序兩部分?？刂栖浖捎昧薞isualBasic6.0開(kāi)發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)波形的設(shè)置、顯示和輸出控制等功能。驅(qū)動(dòng)程序則采用了C語(yǔ)言編寫(xiě)，可以實(shí)現(xiàn)PCI總線的訪問(wèn)和DMA數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。性能測(cè)試基于PCI總線的任意波形發(fā)生器的性能測(cè)試包括波形輸出精度和頻率響應(yīng)等方面。1.波形輸出精度波形輸出精度取決于輸出電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，受到限制的因素包括ADC/DAC分辨率、量化噪聲等。在本設(shè)計(jì)中，采用了高性能的DSP器件，可以實(shí)現(xiàn)16位精度的任意波形輸出。測(cè)試結(jié)果表明，波形輸出精度高，量化噪聲低，失真較小。2.頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)取決于輸出電路的帶寬和FPGA器件的運(yùn)算速度等。在本設(shè)計(jì)中，采用了高速的FPGA器件和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高帶寬、低失真的輸出。測(cè)試結(jié)果表明，頻率響應(yīng)寬，失真較小。結(jié)論本報(bào)告介紹了基于PCI總線的任意波形發(fā)生器的研究中期進(jìn)展情況，包括設(shè)計(jì)原理、軟硬件實(shí)現(xiàn)、性能測(cè)試等方面。