FPGA测试系统中的数据采集存储和通信模块的设计(2)
1.2 国内外研究现状
国内外在各种飞行器测试系统中对动态数据的测试采集存储的方法很多，其中有两种运用最广泛：一种是无线电遥测技术；第二种是存储测试技术，一般将参数记录仪封装后放在飞行器中，俗称黑匣子[3][4]。
（1）无线电遥测技术：这种方法将测试系统的测试部分和采集部分分离，数据交换是通过使用无线传输装置完成的，数据被传输到接收装置后被进一步处理。此技术通常用来采集导弹、航天器等运行时的工作状态以及周围环境的数据。但是由于采用了无线电传输装置来完成数据交换，所以不可避免的会受到外界电磁波噪声的干扰，从而会影响测试精度 [5]。
（2）存储测试技术：存储测试技术是伴随着现代电子技术的发展而越来越成熟的，比如弹载存储测试法，它在被测物体内部安装测试和存储装置，这样实现了独立实时的采集存储数据，并可以通过通信模块将数据读取到PC机，方便日后可对数据进行复现，并进行进一步的处理，它是一种动态测试技术[6]。
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本课题主要研究内容
本论文主要的研究内容可以总结为以下两个方面：
（1）、多通道数据信号预处理和数据采集。本课题需要采集存储的数据主要包括弹道全过程的加速度变化、供电时间、敏感器获取的原始信号以及弹载识别器给出的识别信号等参数。各种参数的频率、幅度等不尽相同，需要进行相应的放大、滤波等预处理后再进行采样。
（2）、多通道数据存储与通信。多通道数据通过ADC采样后如何存储本课题研究的重点，选择合适的存储介质、存储方法和数据通信方式是本课题研究的难点。
本论文主要结构如下：
第一章：主要介绍本课题当前的研究意义和研究现状，以及主要研究内容。
第二章：主要介绍课题的设计方案。包括设计的数据记录仪的整体框图，数据采集、存储和 通信三个部分的方案选择以及应用的基本原理。
第三章：主要讲解了设计的系统每个模块的硬件电路设计。对硬件电路设计以及电路原理图 的实现进行了详细的论述。
第四章：主要论述了设计的系统每个模块的软件程序设计。并给出了仿真结果。
第五章：系统调试。包括记录仪电路板实物图和电路板的调试方法与结果。
2 数据采集、存储和通信模块方案设计
本论文设计的记录仪的主控芯片是FPGA，由FPGA控制时序；数据采集模块是由信号调理和AD转换构成的；Flash和SD卡组成数据存储模块；通过串口传输保证记录仪可靠性。
2.1 数据采集、存储和通信模块原理框图
本记录仪的原理框图如图2.1所示，总共有9个数据通道，其中1路目标识别信号通道，1路中频信号通道，3路加速度信号通道，剩余4路数据通道用于弹上敏感信号的记录；AD分辨率超过十位；数据采集时间超过5分钟。
图2.1数据采集、存储和通信模块原理框图
由图2.1数据采集、存储和通信模块原理框图可以看出本记录仪的设计分为数据采集、控制、数据存储和数据通信四个部分。首先对待采集的9路数据信号进行信号调理，然后输入到ADC进行采样，采样后的信号通过FIFO输送给控制部分，由FPGA和单片机提供时序控制。然后采集到的数据信号会存储在Flash和SD卡中，并通过SD卡和串口通信传送到PC机，对数据进行进一步的分析。