基于NiosⅡ软核双口RAM的核信号采集系统设计的开题报告.docx

基于NiosⅡ软核双口RAM的核信号采集系统设计的开题报告
开题报告
一、选题背景与意义
核信号采集系统在核科学研究、核能开发和核安全领域起着至关重要的作用。随着科技的进步和人类社会对能源的需求不断增加，核科学技术和核能发展已成为国家发展的战略方针。然而，在核能领域的研究和开发中，安全问题始终是关注的重点。核安全主要包括核辐射安全和核材料安全，其中，辐射监测是核电站及周边区域核安全的重要组成部分。
核能开发领域需要采用高精度、高速度、高可靠性的信号采集系统对辐射信号进行采集和分析。基于此，本文设计了一种基于NiosⅡ软核双口RAM的核信号采集系统，主要用于对辐射信号进行采集和分析，实现对核电站周边区域的辐射监测。该系统具有高精度、高速度、高可靠性的特点，能够满足核能开发领域的信号采集需求，保障核电站及周边区域的安全。
二、研究内容与技术路线
核信号采集系统的采样时间、采样频率、采样精度等参数的选取对于采集效果和数据处理的精度具有决定性影响。因此，设计本系统时需要考虑这些参数的选取，从而达到较好的采集效果。
本系统采用NiosⅡ软核和双口RAM相结合的方式进行设计，在NiosⅡ软核机内集成存储数据通道和模拟信号通道，同时通过双口RAM输入和输出，将数据通道和模拟信号通道的数据进行交互。该系统的设计流程如下：
1.仿真设计与实现：系统设计中需要进行仿真和验证，以保障系统的正确性和可靠性。
2.硬件设计与实现：将仿真验证的模块进行硬件设计和实现，包括NiosⅡ软核双口RAM、存储数据通道和模拟信号通道等。
3.应用设计与实现：将硬件设计的模块进行整合和应用实现，形成完整的核信号采集系统，并进行实验测试和性能评估。
本系统的关键技术包括：
1.FPGA技术：通过FPGA实现NiosⅡ软核和双口RAM的硬件设计和实现；
2.数字信号处理技术：采用数字信号处理技术对数据进行处理和分析；
3.低噪声电路设计技术：采用低噪声电路设计技术对模拟信号进行处理；
4.系统集成技术：运用系统集成技术将各个模块进行整合。
三、主要研究内容及计划
1.完成对FPGA技术的阅读和学习，熟悉NiosⅡ软核设计流程和双口RAM设计原理；
2.调研数字信号处理技术并了解其在核信号采集系统中的应用；
3.研究低噪声电路设计技术，并掌握其在模拟信号采集中的应用；
4.设计并验证核信号采集系统的仿真模型，检验系统各项性能参数；
5.硬件实现：将设计好的核信号采集系统实现到硬件平台上，进行调试和测试，保障系统的可靠性和正确性；
6.应用实践：在实际环境中对设计好的核信号采集系统进行实验测试，检验其在辐射监测领域的使用效果和性能。
四、预期成果
在研究完成后，将实现如下预期成果：
1.设计、实现稳定、可靠的核信号采集系统，并在实际环境中进行性能测试；
2.预期性能指标：采样时间小于2毫秒，采样精度小于0.1V，采样频率大于200MHz；
3.通过实验验证，证明本设计的核信号采集系统在辐射监测领域具有很高的实践价值和应用前景；
4.在论文中对设计过程、实验过程及实验结果进行详细描述，推广该核信号采集系统的技术应用和实践经验。
五、参考文献
1.仿真开发平台-Altera版(Verilogrtl仿真实例),张鹏光,邓茂忠,工信部国际合作中心,2009.
2.数字信号处理（第四版）,葛楠,贾田山,清华大学出版社,2012.
3.集成电路中模拟信号采集前端的低噪声电路设计,魏继刚,徐海凡,周俊彪,电子设计工程,2008.
4.基于双口RAM的数据传输机制研究,陈留玉,何斌,郭富军,传感器技术,2007.
5.AlteraNiosⅡ嵌入式开发全程实战,梁源,王起,王计,电子工业出版社,2010.