基于LXI的高性能数据采集系统的软件设计与实现

论文摘要

随着测试与测量对数据传输与处理综合要求的逐步提高,测试总线从GPIB发展到VXI再到PXI,但是这种发展仍然远远不能满足人们的需求。进入21世纪,这种需求更加迫切,开发一种新一代仪器总线是测试测量仪器业界的共同愿望,于是以太网以其优秀的传输性能开始被广泛采用,LXI应运而生,并且得到越来越多的关注,成为业界的热点。自2005年LXI规范推出以来,迅速被以R&S、安立、泰克、吉时利等公司为代表的50多家堪称测试和测量行业佼佼者的公司采用。LXI产品也得到了迅猛的发展,仅安捷伦公司就已经有300多种LXI产品问世,占有约三分之一的份额。尽管中国的LXI联盟民间社团成员在逐年增多,甚至有北京航天测控公司等三家中国企业加入了LXI联盟,但是国内大多的研究仍处于初级阶段,国内对立开发的LXI设备很少。本课题在研究分析LXI总线技术规范和相关技术的基础上,使用在现有的数据采集模块基础上改进的LXI硬件模块,结合嵌入式软件技术,开发出一种符合LXI-A类仪器功能标准的数据采集系统。这种LXI仪器虽然不完全符合LXI规范,但功能上与LXI-A类仪器等效。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 仪器总线研究背景
• 1.2 LXI总线的国内外研究现状
• 1.3 课题背景及意义
• 1.4 论文主要工作
• 1.5 基于LXI的数据采集系统
• 第2章 LXI总线及其关键技术
• 2.1 LXI总线规范简介
• 2.2 LXI的特点
• 2.3 选择LXI总线的原因
• 2.4 LXI的关键技术
• 2.4.1 LXI的触发
• 2.4.2 LXI的同步
• 2.4.3 LXI的仪器驱动程序规范
• 2.4.4 LXI同步接口编程规范
• 2.5 LXI面临的一些问题
• 第3章 VxWorks及开发环境Tornado
• 3.1 VxWorks
• 3.1.1 VxWorks简介
• 3.1.2 VxWorks的特点
• 3.1.3 VxWorks操作系统组成
• 3.2 集成开发环境Tornado
• 3.2.1 Tornado简介
• 3.2.2 Tornado的基本结构
• 3.2.3 Tornado的特点
• 3.3 VxWorks交叉开发环境的搭建
• 3.3.1 交叉开发方式
• 3.3.2 目标机启动设置
• 3.3.3 主机Tomado环境配置
• 3.3.4 启动VxWorks并建立连接
• 第4章 VxWorks下驱动程序设计及BSP移植
• 4.1 设备驱动程序
• 4.1.1 设备驱动程序的主要功能
• 4.1.2 设备驱动程序的组成部分
• 4.1.3 设备驱动程序的相关概念
• 4.2 VxWorks下的设备及驱动程序
• 4.2.1 VxWorks下的设备
• 4.2.2 VxWorks下设备的驱动程序
• 4.2.3 VxWOrks下常用驱动程序简要描述
• 4.3 VxWorks下设备驱动的实现
• 4.3.1 VxWorks下设备驱动程序的配置
• 4.3.2 驱动程序的中断处理
• 4.3.3 中断处理中的多级中断
• 4.3.4 信号量的使用
• 4.3.5 VxWorks下设备驱动程序的实现
• 4.3.6 网络驱动程序测试方法
• 4.4 BSP移植
• 4.4.1 板级支持包BSP
• 4.4.2 BSP移植的实现
• 4.4.3 VxWorks的启动
• 第5章 基于LXI的数据采集系统的软件设计与实现
• 5.1 网络通信的实现
• 5.1.1 VxWorks对网络的支持
• 5.1.2 LXI的网络通信基本模式
• 5.2 VxWorks下数据采集软件的设计
• 5.2.1 数据采集系统的任务类型
• 5.2.2 VxWorks对多任务的支持
• 5.2.3 VxWorks下多任务的优先级划分
• 5.2.4 缓冲队列的实现
• 5.2.5 VxWorks下任务同步的实现
• 5.3 VxWorks下数据采集软件的实现
• 5.4 控制台软件的设计与实现
• 5.4.1 LabWindows/CVI
• 5.4.2 控制台软件的设计与实现
• 5.5 自定义网络通信协议的实现
• 5.6 VxWorks应用程序的调试与系统验证
• 5.6.1 VxWorks应用程序的调试方法
• 5.6.2 调试过程分析
• 5.6.3 系统验证
• 5.7 结合用户程序的自启动VxWorks映像
• 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文