3。3 数据存储系统软件工作流程 23

3。4 本章小结 24

4 SD 卡存储功能测试 25

4。1 SDRAM 内存测试 25

4。2 SD 卡存储功能测试 26

4。4 本章小结 29

结 论 30

致 谢 32

参 考 文 献 33

第 II  页 本科毕业设计说明书

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1 绪论

1。1 研究背景及意义

随着现代的计算机技术不断革新与发展,现代化的国防事业、通信技术、新的科学技术研 究和工厂的现代化生产等不同领域都需要借助数字处理方法。进行数字化处理的第一步是对 将要研究的对象进行数字化,因此对已完成数字化的研究对象进行数据的采集与后续的处理 的技术就越来越得到重视,目前在这一方面已经取得了长足的发展[1,2,3]。

在图像处理、航空航天和遥感测量以及现代电子测试等多个领域,要求测试仪器设备能够 对测量得到的原始数据进行及时存储,以便用于事后进行数据的分析和处理。同时对各种系统 的各个方面的要求由于进行测量探测的仪器设备性能的提高也变得更高,比如存储容量、体 积、造价、稳定性等[1,2,3]。以往为了提高数据的传送量和传输时的速率,一般是采用多机并行 处理、传输和并行记录技术。但这类系统也因此产生了很多缺点，比如对工作环境要求较高, 体积一般比较庞大、功耗大等。这些缺点使其在一些特殊的环境中作用将被很大的限制。综 上可以看到研制一种既体积小性能可靠同时又成本低的数据存储系统已经十分迫切。

目前的一些数据存储系统，主流一般是控制核心为 ARM 处理器芯片,辅助控制芯片为 DSP 或 FPGA，只有少量是采用 DSP 和 FPGA 的架构，采用 DSP 和 FPGA 架构形式，虽然有实时性能 较好的优点，但是在处理人机界面方面的缺点也很明显。采用 DSP 和 FPGA 作为辅助芯片的原 因是，目前工业上采用的 ARM 架构嵌入式微处理器在性能上仍然不如 X86 架构通用微处理器， 在接口处理和高速实时数据处理方面仍显不足[4]。

ARM、FPGA 具有各自不同的特点。ARM 处理器中断资源丰富，事务管理和任务调度能力 较强，在嵌入式控制系统中主要用于总体系统控制及少量数据处理；FPGA 芯片引脚资源丰富， 接口处理器能力强，它最大的特点是它的 I/O 口可以根据系统需要进行灵活配置，实现各种 功能。

随着近几年半导体工艺的快速发展,可编程逻辑设计技术也跟着飞速发展。新型的 FPGA 规模越来越大,成本越来越低。对于某些应用,通过在 FPGA 内部实现多个 DSP 或 CPU 运算单元 并行计算,其工作效率可以达到传统 DSP 和 CPU 的几十到几百倍。通过使用 FPGA 处理器芯片 及选定外围设备，在运算速度，内部数据传输等方面有了很大提高。

采用 Altera SoC CycloneV FPGA 嵌入 ARM 芯片组合的数据存储系统[3,5,6]，FPGA 负责读取 ROM 或者 RAM 中的数据并处理，ARM 负责整个系统的逻辑控制，整个系统不仅采集精度变高，