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基于X86+FPGA架构的机车控制计算机硬件设计与开发
| 论文题名： | 基于X86+FPGA架构的机车控制计算机硬件设计与开发 |
| 关键词： | 内燃机车;控制器;嵌入式系统;硬件设计 |
| 摘要： | 目前我国仍有相当数量的内燃机车使用基于80C86的控制系统。该系统设备陈旧、性能落后，严重制约了新型机车的控制功能。为了改善这一状况，本文以中国南车戚墅堰机车有限公司最新研制的环保型交流传动内燃机车为应用对象，提出了采用串行背板总线及X86+FPGA处理器架构的嵌入式机车控制计算机的硬件系统方案并完成了相关设计。 在仔细分析了用户需求的基础上，以X86+FPGA为控制器核心，以SPI总线为背板总线，研究与设计了机车控制计算机总体技术方案。在系统结构方面，采用SPI总线实现主控板、I/O接口板等计算机功能模块之间的互联，具有扩展方便、总线信号数量少、布局布线简单等优点。主控板采用X86与FPGA组合控制的方式，将X86系统强大的数据处理能力与FPGA高速并行执行I/O操作的特点相结合，可以明显改善机车控制性能，显著提高了机车的安全性、稳定性和易用性。根据机车的性能需求，完成了各种功能的电路原理图设计与PCB设计，并对主板进行了调试。 本文所开发的通用机车控制计算机系统具有以下功能：接收机车工况信号以判断机车线路的通断；通过控制系统控制机车完成各种动作；完成各种传感器信号的采集与处理；对信号进行调理以满足后级电路的要求；处理无源传感器发送的过零信号与不过零信号。该系统可以很好地满足新型内燃机的硬件需求，为实现系统软件设计奠定了基础。 |
| 作者： | 杭启乐 |
| 专业： | 计算机控制 |
| 导师： | 曹云峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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