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基于FPGA+DSP架构的高频测速声纳数字信号处理平台设计
| 论文题名： | 基于FPGA+DSP架构的高频测速声纳数字信号处理平台设计 |
| 关键词： | 测速声纳;数字信号处理平台;电路设计;数据传输;现场可编程门阵列 |
| 摘要： | 测速声纳（包括声学多普勒计程仪，声学流速剖面仪等）是一种自主式声学导航系统，具有可独立工作的特点。在没有外界辅助设备的情况下，就可以为本舰船提供较高精度的对底速度、对流速度和航程等参数。测速声纳系统一般包括水下换能器基阵，发射机系统，接收机系统，数字信号处理系统及上位机显控软件，其中数字信号处理平台是整机系统实现回波信号实时处理，功能控制，与上位机交互的关键部分。本文基于高频测速声纳系统的需求，设计了数字信号处理平台，完成声纳回波信号采集，传输，实时处理等功能的设计与实现，并解决了以往高频测速声纳数字信号处理平台在实际使用中存在的一些问题。 本文在分析整机工作频率，回波信号通道数，采样需求，实时处理能力需求，回波信号传输需求的基础上，确定了以DSP+FPGA为核心器件的架构，并设计了数字信号处理平台的硬件部分。论文主要阐述了模数转换电路，FPGA片上功能模块，NiosⅡ处理器软核等关键部分的设计实现方案。通过分析数据收发吞吐量，传输稳定性需求，上位机控制需求，信号实时处理需求，完成了系统软件工程设计，搭建了服务于网络数据传输的NiosⅡ片上实时系统，允许使用者通过上位机控制NiosⅡ处理器进行信号传输，并在DSP上实现了对回波信号频率参数的粗估计，以验证C6000平台算法实现及数字信号处理平台的实时解算能力。 最后，本文对设计的数字信号处理平台进行了综合测试。使用信号源产生满足测试需求的信号，配合上位机及显控软件，完成了对系统的信号采集，信号网络传输，上位机控制，回波信号频率解算等功能的测试。通过对系统运行的稳定性、数据传输的正确性的评估结果，表明本设计能够满足需求的功能，符合设计要求。 |
| 作者： | 庞博 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 曹忠义;杜占军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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