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数据采集与处理技术是计算机应用的一个重要分支,主要研究数据的采集、存贮和处理。传统的数据采样测控装置大部分是基于ISA总线的,由于硬件资源与速度的限制,不论是采样精度还是应用范围都受到很大的制约。于是,本论文引入了这种基于计算机高速总线,利用现场可编程器件进行逻辑控制的高速、高精度、高灵活的数据采集及处理技术。同时为适应军用设备的设计要求,我们还引入了抗恶劣环境的设计技术。为高性能数据采集及处理模块的设计提供了一种很好的解决方案。CPCI总线是一种高速、高可靠性、高开放性的新一代计算机总线。CPCI局部总线的引入,打破了数据传输的瓶颈,其以优异的性能成为微机总线的主流,并且在工程各个领域中得到了广泛应用,是极具竞争力的一种总线标准。但由于CPCI总线协议十分复杂,直接为它设计相匹配的数字逻辑控制电路难度很大。目前用来实现CPCI接口的有效方案主要有两种:采用可编程逻辑器件CPLD或FPGA和采用专用接口芯片。FPGA即现场可编程门阵列,其主要特点就是通过不同的编程数据可以产生不同的电路功能。FPGA技术的发展弥补了分立元件在布局空间及调试修改等方面的不足,利用在线编程技术、硬件描述语言,实现对FPGA芯片的反复设计改进,让硬件电路设计真正具备高灵活性、高集成度的特点。作为某海军舰载项目的一部分,本设计必须符合军用设备的使用要求,所以我们在设计上采用了抗恶劣环境的设计技术。从电路设计、PCB设计到结构设计,在整个模块的设计过程中,我们对抗高低温、振动、EMI、湿热等恶劣环境要素都进行了设计考虑,并经过实际测试达到设计要求。本论文完成了专用接口芯片PCI9052实现可编程数据采集及处理的电路设计,并成功完成PCB生产。通过VHDL程序设计、改进,完成对FPGA芯片的编程,最终经过了驱动程序和测试程序的验证。本论文主要从硬件电路和软件开发两部分进行设计。其中,硬件电路设计主要包括CPCI总线设计、FPGA芯片控制设计、FIFO存储设计、数据转换设计;软件开发设计主要包括FPGA时序控制设计、硬件驱动代码设计、测试软件应用设计。