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基于FPGA技术的光存储备份芯片研究

亓淑敏  
【摘要】:高速公路收费系统的信息对于车辆、驾驶员及管理收费人员的有效监督和管理,为智能交通系统提供长期的车辆、道路等交通历史信息,为高速公路运营和管理提供有效的分析数据,为公安机关提供侦破案件及追查肇事逃逸所需的信息等,有着非常重大的意义。 本文结合高速公路收费系统数据存储备份的信息容量大、可靠性高、易于管理和维护等具体要求,提出了一种基于可编程逻辑阵列FPGA技术的光存储备份芯片的完整的设计方案。文中简要介绍了光存储备份技术的主要原理和组成结构,着重分析了光存储备份芯片系统的写策略子系统和自动激光功率控制子系统的功能、设计和仿真实现。 写策略子系统的设计既适合目前市场上使用最多的传统型LD驱动芯片,也适合集成了写策略功能的新型的LD驱动芯片,该子系统根据光存储备份碟片和刻录速度的不同,共设计了脉冲型和块型两种类型、十一种方式的写策略方案设计,其设计功能全部在现场可编程逻辑门阵列芯片中完成,并通过仿真验证。 自动激光功率控制子系统采用全数字处理方法代替传统的模拟采样/保持电路的设计,采用一个模/数转换芯片将模拟功率信号转换成数字功率信号,然后在现场可编程逻辑门阵列芯片中对数字功率信号作处理,并将处理结果通过一个PWM加模拟低通滤波器的设计结构,将数字功率调整信号转换成模拟激光发射器的发射功率信号输出。新型全数字自动激光功率控制子系统除模数转换和模拟低通滤波器外,其全部功能均在可编程逻辑门阵列内实现,并通过仿真验证。 经过大量的仿真测试,基于FPGA技术的写策略子系统和自动激光功率控制子系统设计方案合理可行,性能稳定、可靠。


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