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Programmierung eines FPGAs zur A/D-Wandler-Auswertung und Entwicklung eines leistungs-fähigen Kommunikationsprotokolls in VHDL

Programmierung eines FPGAs zur A/D-Wandler-Auswertung und Entwicklung eines leistungs-fähigen Kommunikationsprotokolls in VHDL
type:Bachelorarbeit
time:17.05.2016
Image:

S.G.

Motivation

Um Stromrichter zuverlässig und betriebssicher steuern und regeln zu können, werden qualitativ hochwertige Messwerte benötigt. Hierfür wurde am Institut eine A/D-Wandlerkarte entwickelt, welche es ermöglicht acht Messwerte gleichzeitig abzutasten und nach anschließender Digitalisierung über den ETI-Bus an einen DSP oder direkt an einen FPGA zu übertragen. Zusätzlich wird von dieser Karte ein Teil der digitalen Signalvorverarbeitung übernommen. So wird z.B. die Qualität der Messwerte erhöht, indem mittels schneller Abtastung über vier dem Triggerereignis vorrausgegangene und vier nachfolgende Messwerte gemittelt wird, um die Auswirkung unerwünschter Störungen zu minimieren. Des Weiteren wird in einem Register der gemessene Mittelwert zwischen zwei Interrupt- Ereignissen zur Verfügung gestellt. In einer vorangegangenen Arbeit wurde die Hardware bereits komplett überarbeitet. In dieser Arbeit soll nun die Software für die neue AD-Karte entwickelt werden.

 

Aufgabenstellung

Implementierung der Kommunikation zwischen FPGA und AD-Wandler mittells differentieller Signalübertragung – Messwerterfassung. Auswertung und Aufbereitug der Messwerte im FPGA zur weiteren Verwendung im ETI-DSP-System z.B.: Mitelwertbildung, Filterfunktionen sowie Steigungserkennung. Es soll eine varaiable Ansteuerungen der AD-Wandler-Kanäle ermöglicht werden. Dabei wird das parallele Wandeln aller Kanäle sowie das versetzt getriggerte Wandlen einzelner Signale angesterbt, um eine erhöte Wandlungsrate zur realisieren. Sowohl die erfassten Messwerte, wie auch die aufbereitetetn Daten sollen mittels leistungsfähiger FPGA zu FPGA Kommunikation übertragen werden.