基于SOPC技術(shù)的FY-3濕度計數(shù)控單元設(shè)計與實現(xiàn)中期報告

基于SOPC技術(shù)的FY-3濕度計數(shù)控單元設(shè)計與實現(xiàn)中期報告中期報告前言本中期報告基于SOPC（系統(tǒng)單片機(jī)）技術(shù)，介紹了FY-3衛(wèi)星濕度計控制單元的設(shè)計和實現(xiàn)。該單元主要負(fù)責(zé)控制濕度計的工作，包括采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)等功能。本報告主要介紹了項目的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、實現(xiàn)過程和測試結(jié)果。需求分析基于FY-3衛(wèi)星上的濕度計，設(shè)計一個控制單元，達(dá)到以下要求：1.可以在一定范圍內(nèi)精確采集濕度計數(shù)據(jù)。2.采集的數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行實時處理和存儲。3.可以進(jìn)行簡單的軟件控制操作。系統(tǒng)設(shè)計本控制單元采用SOPC（系統(tǒng)單片機(jī)）技術(shù)，將整個系統(tǒng)集成到一個FPGA芯片中。SOPC是將多個IP核集成并實現(xiàn)一定的硬件電路，從而實現(xiàn)一個完整的系統(tǒng)的技術(shù)。系統(tǒng)主要包含以下部分：1.時鐘模塊：通過輸出時鐘信號來控制系統(tǒng)時序，實現(xiàn)系統(tǒng)中各模塊的同步。2.AD模塊：采集濕度計的電信號，然后經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換，得到濕度計的數(shù)據(jù)并發(fā)送給FPGA進(jìn)行處理。3.硬件處理模塊：負(fù)責(zé)處理濕度計的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)待測數(shù)據(jù)的計算和存儲。4.存儲模塊：將處理的數(shù)據(jù)存儲在FPGA內(nèi)部存儲器中，以便后續(xù)的使用。5.控制模塊：負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)的工作模式和濕度計的操作，如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、存儲、復(fù)位等。實現(xiàn)過程1.時鐘模塊時鐘模塊的設(shè)計目的是為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的時序信號，以控制系統(tǒng)的時序。在設(shè)計時鐘模塊時，需要考慮到采樣時間的要求，并使時鐘精度誤差控制在系統(tǒng)可接受的范圍內(nèi)。2.AD模塊的設(shè)計數(shù)據(jù)采集的過程中，AD模塊起到關(guān)鍵作用。該模塊負(fù)責(zé)接收濕度計電信號并發(fā)送給硬件處理模塊處理。在設(shè)計中，需要考慮到AD采樣的精度，同時根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小選擇適當(dāng)?shù)腇PGAIO引腳，以確保數(shù)據(jù)傳輸速度滿足系統(tǒng)要求。3.硬件處理模塊硬件處理模塊主要負(fù)責(zé)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計算，并將處理結(jié)果發(fā)送給儲存模塊。在設(shè)計中，應(yīng)該考慮到硬件設(shè)計的復(fù)雜性和計算準(zhǔn)確性之間的平衡。4.存儲模塊存儲模塊主要負(fù)責(zé)將處理后的數(shù)據(jù)存儲在FPGA的內(nèi)部存儲器中，以提供后續(xù)讀寫訪問。為了使存儲模塊操作簡便，應(yīng)該選擇直接使用FPGA內(nèi)置的存儲器單元。5.控制模塊控制模塊是整個系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)的各個模塊的操作，同時也負(fù)責(zé)濕度計的操作。在設(shè)計中，應(yīng)該考慮到模塊之間的協(xié)調(diào)和管理，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。測試結(jié)果系統(tǒng)測試采用模擬信號的方式，包括模擬信號源和信號質(zhì)量測試設(shè)備。系統(tǒng)測試主要涉及到如下方面：1.采集信號質(zhì)量要求的測試，測試結(jié)果符合設(shè)計要求；2.數(shù)據(jù)處理測試，結(jié)果正確無誤。結(jié)論本項目采用SOPC技術(shù)實現(xiàn)了基于FY-3衛(wèi)