Министерство образования и науки Российской Федерации
С
АНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ЛЭТИ" ИМЕНИ В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
1
97376,
Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, 5.
Факультет компьютерных технологий и информатики
Кафедра вычислительной техники
«ЗАЧТЕНО»
__________ В.О. Молодцов
“__” ____________ 2005 г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по курсовому проекту
по дисциплине: “Периферийные устройства ЭВМ” на тему:
"Разработка системы сбора аналоговой
информации "
Вариант: №11
-
Студент группы 1373 ________________
Красильников Н.Г.
Санкт Петербург 2005
Содержание:
1. Задание на курсовой проект
Разработать систему сбора аналоговой информации со следующими характеристиками:
Магистраль:USB
Диапазон входных напряжений:±50мВ
Количество каналов: 1
Входное сопротивление:50 Ом
Разрядность АЦП:12
Время измерения по одному каналу:50 МГц
Гальваническая разрядность от магистрали ISA:нет
Режимы обмена с магистралью:программный, с прерыванием по заполнению буфера. Объем буфера 128К
Особые требования:синхронизация запуска внешним сигналом.
2. Выбор элементной базы
При разработке данного устройства я старался опираться на продукцию таких ведущих производителей аналоговой и цифровой элементной базы как AnalogDevices,Altera,Xilinx,Cypressи т. д., так как данные фирмы обладают широким ассортиментом комплектующихcбогатым набором корпусов и хорошими технико-экономическими показателями.
Кроме вышеперечисленного при выборе элементной базы данного устройства учитывалось согласование всех микросхем по быстродействию и уровню напряжения питания.
2.1 Операционный усилитель
Данный усилитель обладает подходящей частотой в 1ГГц.
2.2 Аналого-цифровой преобразователь
Назначение аналого-цифрового преобразователя (АЦП) преобразовывать аналоговый сигнал, поступающий с коммутируемых каналов в цифровую форму.
При выборе удовлетворяющего моему заданию АЦП я рассмотрел следующие микросхемы фирмы AnalogDevices:
AD9432-80
AD9236
AD9226
AD6640
AD9235-65
Из них я выбрал микросхему AD9235-65, как самую подходящую и удобную в данном случае.
2.3Стабилизатор напряжения
Для стабильной работы АЦП необходимо использовать точные стабилизаторы напряжения с достаточно высоким выходным током. Этим требованиям идеально подходят стабилизаторы серии ADP330x. Необходимо использовать стабилизаторы на 3.3 и 5 В.
Схема подключения:
В устройстве будет использована стандартная схема подключения
Стабилизаторов данного типа:
2.3 Микросхема FIFO
Микросхема FIFOв данном устройстве используется для временного хранения данных, поступающих от АЦП (через ПЛИС) с целью их последующей передачи на интерфейсISA. Выбор производился мз следующих вариантов:ISSI61-64WV12816BLL,ISSI61LV12816L,CypressSemiconductorcy7c419
Остановим свой выбор на микросхеме асинхронного буфера FIFOcy7c419 фирмыCypress.
2.10 Микросхема программируемой логики
Задачей микросхемы программируемой логики (ПЛИС) является обеспечение интерфейса между измерительной частью разрабатываемого устройства и магистралью USB.
Выбор фирмы производителя ПЛИС обусловлен требованиями, которые предъявляют пользователи к её продукции, а именно: к быстродействию, количеству логических элементов, надёжности, потребляемой мощности, цене и т.д.
На сегодняшний день абсолютного по всем показателям лидера на рынке нет, но есть ряд фирм, продукция которых преобладает – это Altera,XilinxиAtmel.
Я решил выбрать микросхему XilinxXC95108. Мой выбор обусловлен тем, что, во-первых, я уже знаком с данной микросхемой; во-вторых, программное обеспечение, используемое при создании данного проекта «заточено» под микросхемы данной фирмы.
Кол-во макроячеек: 108
Кол-во доступных выводов(userpin): 108(из 160)
По данным САПР (XilinxWebPackProjectNavigator) реализация описанной нами интерфейсной части занимает следующие ресурсы микросхемы:
Использованные макроячейки: 81/108 (75%)
Использованные выводы микросхемы: 87/108 (80%)
Подводя итоги вышесказанного можно сделать вывод о том, что ресурсы использованы достаточно эффективно (нет большого избытка неиспользованного оборудования), а с другой стороны мы имеем небольшой запас по макроячейкам и выводам для возможной дальнейшей модернизации нашего устройства.