【文章內(nèi)容簡介】 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題屬于軟硬件結(jié)合的內(nèi)容。系統(tǒng)通過ADC將經(jīng)過調(diào)理通道調(diào)理后的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送至FPGA，并在其中實(shí)現(xiàn)硬件實(shí)時處理（如抽點(diǎn)、峰值檢測、觸發(fā)與存儲控制等），最后把采樣數(shù)據(jù)送至DSP中作進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理（如軟件抽點(diǎn)、插值和數(shù)據(jù)顯示控制等）以完成數(shù)據(jù)采集功能。時基控制是完成對采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，使得能夠滿足用戶設(shè)定的波形觀測要求。而插值就是在快時基檔位時，用于彌補(bǔ)低采樣率帶來的不足，使得能較為正確觀測波形。為此，對整個示波器的設(shè)計(jì)而言，時基控制與插值實(shí)現(xiàn)擁有舉足輕重的地位，它對硬件的處理進(jìn)行相應(yīng)的控制，使硬件部分得以順利運(yùn)行，然后送入軟件進(jìn)行插值等后續(xù)工作。3．課題研究內(nèi)容具體而言，包括以下內(nèi)容：（1）熟悉ADC、FPGA、DSP的數(shù)據(jù)采集平臺。（2）熟悉數(shù)字示波器的時基控制和插值基本原理，并在平臺上實(shí)現(xiàn)。（3）應(yīng)用VerilogHDL編寫FPGA相應(yīng)硬件代碼并用C編寫DSP相應(yīng)代碼。（4）完成相應(yīng)軟硬件代碼的設(shè)計(jì)、仿真和調(diào)試。4. 擬解決的關(guān)鍵問題和最終目標(biāo)，以及擬采取的主要理論、技術(shù)路線和實(shí)施方案等示波器硬件系統(tǒng)主要由ADC、FPGA和DSP以及它們周邊的一系列器件構(gòu)成。FPGA是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心，它的可編程功能和靈活性使其能夠滿足系統(tǒng)具體功能設(shè)計(jì)。在DSP的控制下，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)了采集，觸發(fā)，接口等功能。而DSP強(qiáng)大的數(shù)據(jù)理功能決定了其數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)核心的地位。DSP通過對FPGA的控制來采集數(shù)據(jù)并從FPGA獲得數(shù)據(jù)的過程稱為數(shù)據(jù)采集，但采集來的數(shù)據(jù)并不能直接送去顯示，而將采得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可以被用戶接收的數(shù)據(jù)的過程稱為數(shù)據(jù)處理。示波器的時基范圍為5ns/Div至50s/Div，按1，2，5的步進(jìn)遞增。Div為屏幕上的一格，包含了25個像素，也就是25個數(shù)據(jù)才能夠顯示一格的波形。這樣，根據(jù)時基檔位，我們可以得出各時基下的相對采樣率，內(nèi)插算法有線性插值、正弦插值、立方插值等。在DSO示波器中普遍采用的有線性插值和正弦插值。線性插值：插值時在相鄰兩個采樣點(diǎn)之間用直線連接，這種方法就是線性插值。只要各采樣點(diǎn)之間距離得很近，用這種方法就能獲得足夠好的重建波形。線性插值就是按照等差數(shù)列的方式，在兩個采樣點(diǎn)之間進(jìn)行等距離插值。兩個采樣點(diǎn) m0，m1 之間插入 k 個點(diǎn)的數(shù)學(xué)模型如下：y1=m0+1/(k+1)*(m1m0) …… yk=m0+k/(k+1)*(m1m0)由此可得到第 i 個點(diǎn)的線性插值公式：yi=m0+i/(k+1)*(m1m0) (i的取值范圍1~k)正弦插值：如果對原信號采樣時滿足奈奎斯特抽樣定理，即抽樣頻率 f（或 Ωs）大于等于兩倍信號譜的最高頻率 f（或 Ω），則可由抽樣信號不失真的重建原信號 x(t)。使用正弦插值時，即使是在每兩個采樣點(diǎn)之間插入25 個點(diǎn)的情況下，我們采用4 個采樣點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算也能得到比效理想的波形恢復(fù)效果。因而出于運(yùn)算速度，代碼長度和波形恢復(fù)效果上的綜合考慮，在設(shè)計(jì)中，我們使用正弦插值運(yùn)算時都是采用4 個采樣點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算。最終實(shí)現(xiàn)時采用的正弦插值公式如式設(shè)計(jì)DSP采用的軟件開發(fā)平臺為Visual DSP++，能夠支持ADI公司生產(chǎn)的SHARC、TigerSHARC和Blackfin系列處理器，編程語言有匯編語言，C/C++，并有優(yōu)化編譯功能。除了匯編器和鏈接器，其還帶有調(diào)試環(huán)境IDDE。除了常規(guī)的調(diào)試手段，Visual DSP++還能調(diào)出存儲區(qū)的圖像，這對于圖像顯示的調(diào)試大有幫助。此外，Visual DSP++也能調(diào)出數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)并自動生成波形，調(diào)試時就能更直觀地觀察數(shù)據(jù)區(qū)的變化。Visual DSP++還有source control功能，也就是源程序管理功能，可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)協(xié)同工作。其方法是以一臺計(jì)算機(jī)為服務(wù)器，將所有源代碼存于服務(wù)器上，其他計(jì)算機(jī)通過source control功能與服務(wù)器連接，其他機(jī)器對源代碼的修改都可以保存于服務(wù)器上，這樣就可以實(shí)現(xiàn)多人協(xié)同開發(fā)一個工程，加快軟件開發(fā)進(jìn)度。5．論文特色或創(chuàng)新點(diǎn)本課題是軟硬件結(jié)合的設(shè)計(jì)，對采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)時處理控制，且在DSP中作進(jìn)一步插值等處理，使得整個示波器系統(tǒng)能夠順暢地運(yùn)行。通過這個畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠基本了解示波器的基本原理，對示波器有個基本的認(rèn)識，對模塊化設(shè)計(jì)有了基本了解，為以后的學(xué)習(xí)生活打下基礎(chǔ)。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告7一、選題的背景及意義近四十年來，傳統(tǒng)的確定性數(shù)據(jù)( deterministic data)管理技術(shù)得到了極大的發(fā) 展，造就了一個數(shù)百億的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)和系統(tǒng)已經(jīng)成為信息化社會基 礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要支撐。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)的存在性和精確性均確定 無疑。近年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步和人們對數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)理解的不斷深入， 不確定性數(shù)據(jù)( uncertain data)得到了廣泛的重視。在許多現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用中，例如 經(jīng)濟(jì)、軍事、物流、金融、電信等領(lǐng)域，數(shù)據(jù)的不確定性普遍存在，不確定性數(shù) 據(jù)扮演著關(guān)鍵角色。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)卻無法有效管理不確定性數(shù)據(jù)，這就引 發(fā)了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對研發(fā)新型的不確定性數(shù)據(jù)管理技術(shù)的興趣。由于不確定性數(shù)據(jù)的產(chǎn)生原因比較復(fù)雜（可能是原始數(shù)據(jù)本身不準(zhǔn)確或是采 用了粗粒度的數(shù)據(jù)集合，也可能是為了滿足特殊應(yīng)用目的或是在處理缺失值、數(shù) 據(jù)集成過程中而產(chǎn)生的），因此，不確定性數(shù)據(jù)的種類較多，例如關(guān)系型數(shù)據(jù)、半 結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、流數(shù)據(jù)、移動對象數(shù)據(jù)等，相應(yīng)地也出現(xiàn)了許多與數(shù)據(jù)類型緊密相 關(guān)的數(shù)據(jù)模型。定義與應(yīng)用場景相匹配的數(shù)據(jù)模型是不確定性數(shù)據(jù)管理的首要任務(wù). 在不確 定性數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域,最常用的模型是可能世界模型(possibleworld model)。該模型 從一個不確定性數(shù)據(jù)庫演化出很多確定的數(shù)據(jù)庫實(shí)例(稱為可能世界實(shí)例),而且 所有實(shí)例的概率之和為 1. 不確定性數(shù)據(jù)的種類較多,例如關(guān)系型數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化 數(shù)據(jù)、流數(shù)據(jù)、移動對象數(shù)據(jù)等,盡管存在許多與數(shù)據(jù)類型緊密相關(guān)的數(shù)據(jù)模型, 但是這些模型最終都可以轉(zhuǎn)化為可能世界模型. 其中，基于 xml 的不確定性數(shù)據(jù)建模的研究對象主要是半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型。半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型( semistructured data model)能有效描述缺乏嚴(yán)格模式結(jié)構(gòu)的 數(shù)據(jù)。半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)通常可以用文檔樹來描述。Dekhtyar 等人提出了一種管理 概率半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(probabilistic semistructured data)的方法，該方法以關(guān)系數(shù)據(jù)庫 技術(shù)為基礎(chǔ)，支持豐富的代數(shù)查詢。更多的工作則是直接以文檔樹形式描述不確 定性半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，例如p2 文檔模型( p2document model)、概率樹模型，以及 PXML 模型 、Keulen 等人的概率樹模型、PrXML 模型等。二、工作任務(wù)分析我在小組中的研究部分是不確定性數(shù)據(jù)的模型。項(xiàng)目開啟后，我的工作與任 務(wù)可分解分以下幾個部分 學(xué)習(xí)與整理前輩們在不確定性數(shù)據(jù)方面的研究成果。這項(xiàng)目工作任務(wù)主要分三個階段進(jìn)行。第一階段是廣泛地收集與了解不確定性數(shù)據(jù)的相關(guān)知識，了解不確定性數(shù)據(jù)的輪廓，知道相關(guān)的術(shù)語、概念，方便以后與別人作相關(guān)的交流。第二階段是有針對性學(xué)習(xí)與理整理現(xiàn)有的不確定性數(shù)據(jù)模型方面的理論知識。這 一階段，要知道各種模型的概念、所針對不同種類的數(shù)據(jù)、以及它們優(yōu)勢與不足 之處。第三階段是把精力放在不確定性數(shù)據(jù)研究的某種數(shù)據(jù)的模型上。此階段要做到對相關(guān)的模型在較深入的理解，不單要知道他們的定義、優(yōu)劣、具體應(yīng)用情 況，還要理解它們在數(shù)學(xué)上表述、證明。對現(xiàn)有的不確定性數(shù)據(jù)模型提出自己的見解。主要包括以下一系列的活動：1）仔細(xì)研究現(xiàn)在模型的優(yōu)點(diǎn)與不足之處；2）與其它組員（還有指導(dǎo)老師以及相 關(guān)的研究人員）交流看法，尤其是向其它組員了解在不確定性數(shù)據(jù)的存儲與查詢 方面算法知識，為優(yōu)化工作提供依據(jù)與靈感。3）整理所收集到的不確定性數(shù)據(jù)模 型的資料。三、調(diào)研報(bào)告1 不確定性數(shù)據(jù)與xml 的發(fā)展史 實(shí)際上，針對不確定性數(shù)據(jù)的研究工作已經(jīng)有幾十年歷史了。從二十世紀(jì)八 十年代末開始，針對概率數(shù)據(jù)庫（probabilistic database）的研究工作就從未間斷， 這類研究工作將不確定性引入到關(guān)系數(shù)據(jù)模型中去，取得較大研究進(jìn)展。近年來， 針對不確定性數(shù)據(jù)的研究工作則在更廣的范圍之內(nèi)取得更大的進(jìn)展，即：在更豐 富的數(shù)據(jù)類型上處理更多種類的查詢?nèi)蝿?wù)。不確定性數(shù)據(jù)管理技術(shù)的典型框架包 含四大部分：模型定義、預(yù)處理與集成、存儲與索引、查詢分析處理?？蓴U(kuò)展標(biāo)記語言XML（eXtensible Markup Language）〔1〕是一種簡單靈活的 文本格式的可擴(kuò)展標(biāo)記語言，起源于 SGML(Standard Generalized Markup Language)，是 SGML 的一個子集合，也就是 SGML 的一個簡化版本，非常適合 于在 Web 上或者其它多種數(shù)據(jù)源間進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。隨著 Web 上數(shù)據(jù)的增多， HTML 的缺點(diǎn)越來越突出。W3C 的成員認(rèn)識到，必須有一種方法能夠把數(shù)據(jù)本身 和數(shù)據(jù)的顯示分離開來，這樣W3C 在 年提出了XML 的概念。XML 不僅保 留了SGML 的很多優(yōu)點(diǎn)，而且更加容易操作以及在World Wide Web 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)。年，XML 成了W3C 的推薦標(biāo)準(zhǔn)。2 不確定性數(shù)據(jù)的發(fā)展方向 在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)的存在性和精確性均確鑿無疑。近年來，隨著 技術(shù)的進(jìn)步和人們對數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)理解的不斷深入，不確定性數(shù)據(jù) （uncertain data）得到廣泛的重視。在許多現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用中，例如：經(jīng)濟(jì)、軍事、物流、金融、電信等領(lǐng)域，數(shù)據(jù)的不確定性普遍存在，不確定性數(shù)據(jù)扮演關(guān)鍵角 色。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)卻無法有效管理不確定性數(shù)據(jù)，這就引發(fā)了學(xué)術(shù)界和工 業(yè)界對研發(fā)新型的不確定性數(shù)據(jù)管理技術(shù)的興趣。針對不確定性數(shù)據(jù)的研究工作 則在更廣的范圍之內(nèi)取得更大的進(jìn)展，即：在更豐富的數(shù)據(jù)類型上處理更多種類 的查詢?nèi)蝿?wù)。四、方案擬定與分析采用由大到小，由淺入深的順序進(jìn)行研究。不確定性數(shù)據(jù)對于我來說，是比較新的東西。要想快速把握一樣新的東西， 并不斷深入，從整體上了解它的整個框架，是很重要的。這樣可以防止在研究的 過程中迷失方向，同時，從整體上把握了不確定性數(shù)據(jù)后，也可以更方便更有效 率地與別人進(jìn)行交流，更有效地從網(wǎng)絡(luò)上檢索到有用的信息。萬丈高樓平地起，把握不確定性數(shù)據(jù)的整體，就是為不確定性數(shù)據(jù)的模型研 究打基礎(chǔ)?；A(chǔ)扎實(shí)，深入研究階段才能底氣。五、畢業(yè)論文撰寫提綱摘要Abstract第一章 緒論 不確定性數(shù)據(jù)的背景 不確定性數(shù)據(jù)的管理框架 模型定義 預(yù)處理與集成 存儲與索引 查詢分析處理 不確定性數(shù)據(jù)的模型 建模的要求與挑戰(zhàn) 龐大的可能世界實(shí)例集合 新出現(xiàn)的維度———概率維 不確定性數(shù)據(jù)管理的理論問題第二章 可能世界模型 可能世界模型的簡介 可能世界模型的舉例與說明 第三章 針對關(guān)系型數(shù)據(jù)的模型 Probabilistic ?table 模型 Probabilistic orset table 模型 Probabilistic orset?Table 模型 Probabilistic ctable 模型 三個簡單的表達(dá)系統(tǒng) Probabilistic ctable 第四章 針對半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的模型 pdocument 模型 模型簡介 xml 模型定義的相關(guān)問題與解決方法 概率樹模型模型（probabilistic tree model 模型快照 模型的定義 模型的不足之處 PXDB 模型 PXDB 模型引入 模型定義 cformulae 模型評價 第五章 其它模型 針對數(shù)據(jù)流的模型 針對數(shù)據(jù)流的模型 一個常用模型的定義 相關(guān)窗口的分類 針對多維數(shù)據(jù)的模型 關(guān)于OLAP 針對多維數(shù)據(jù)的模型 相關(guān)模型第六章 總結(jié) 內(nèi)容總結(jié) 展望 參考文獻(xiàn) 致謝六、實(shí)施計(jì)劃設(shè)計(jì)總共用時3 個半月左右。具體安排如下：—— 論文選題，收集資料，并完成開題報(bào)告初稿?！?學(xué)習(xí)與整理不確定性數(shù)據(jù)的相關(guān)資料。—— 進(jìn)入不確定性數(shù)據(jù)模型深入研究階段，并完成論文初 稿?！?修改畢業(yè)論文 —— 整理好材料，裝訂好論文，進(jìn)行答辯準(zhǔn)備。指導(dǎo)教師意見：簽 名：年 月 日 備注：要有10 篇以上相關(guān)文章的閱讀量。理、工科開題報(bào)告撰寫不少于2500 字，人文社科開題報(bào)告不少于3500 字，包括論文選題 的背景和意義、工作任務(wù)分析、調(diào)研報(bào)告、方案擬定與分析、畢業(yè)論文撰寫提綱及實(shí)施計(jì) 劃、文獻(xiàn)綜述（理、工科可不提交文獻(xiàn)綜述）等。電腦打印，用 A4 紙，頁邊距左邊 3。2cm，右邊 2。54cm，上下邊距 2。54cm，在左邊裝 訂；內(nèi)容為小四號宋體，行距為固定值20 磅。文獻(xiàn)綜述（按文獻(xiàn)綜述格式打?。└皆陂_題報(bào)告后面一起裝訂。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告8本科論文題目：法國工程師教育模式本土化過程中本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的思考近年來，我國逐漸重視應(yīng)用型人才的培養(yǎng)工作。教育部已啟動了 卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃 ，一些高校也積極響應(yīng)并推動工程技術(shù)人才的培養(yǎng)。[1]其中，法國工程師培養(yǎng)模式因其優(yōu)秀的培養(yǎng)質(zhì)量、高度的社會認(rèn)可度而受到了人們較大的關(guān)注。[2]北京航空航天大學(xué)、中國民航大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校紛紛建立工程師學(xué)院，嘗試學(xué)習(xí)法國工程師培養(yǎng)模式。[3]中山大學(xué)也在20xx年與法國以格勒諾布爾國立綜合理工學(xué)院為首的五所法國工程師學(xué)校合作組建了中法核工程與技術(shù)學(xué)院，引入法國工程師培養(yǎng)的培養(yǎng)模式，借鑒法國在核能工程師培養(yǎng)上的經(jīng)驗(yàn)，為我國培養(yǎng)國際一流的核能工程師。[4，5]學(xué)院于20xx年納入全國普通高等學(xué)校招生計(jì)劃對外招生。至今第一批學(xué)生正好本科畢業(yè)，剛經(jīng)歷了本科畢業(yè)設(shè)計(jì)階段。筆者作為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)工作組織和協(xié)調(diào)的中方負(fù)責(zé)人，同時，也參與了畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體指導(dǎo)，包括獨(dú)立指導(dǎo)1個小組、與法方Bertrand Mercier教授共同指導(dǎo)1個小組，同時，筆者之前也完成指導(dǎo)了20xx級和20xx級兩屆傳統(tǒng)中國模式下的核工程與核技術(shù)專業(yè)的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(共21人)