文档介绍：天津大学硕士学位论文
嵌入式系统在光纤测量中的应用研究
The research on the application of the
embedded system in optical fiber
measurement
学科专业：电磁场与微波技术
研 究 生：张洁
指导教师：戴居丰 教授
天津大学电子信息学院
二零零七年一月
中文摘要
随着信息时代的到来，传统的通过电缆传递信息的方式已不能满足需要。光
纤损耗低、带宽宽、容量大、原材料丰富，从各方面讲都是替代传统电缆的最好
选择，所以国内对光纤检测仪器的需求很大。目前，光纤检测仪，即光时域反射
仪，主要依赖于进口，这非常不利于我国知识产权的自主化，所以亟需开发一种
低成本、测量准确、适合工程应用的光时域反射仪。
本论文首先介绍了光纤测量技术的现状并给出了光时域反射仪的基本光学
原理和基本工作原理，在此基础上提出使用嵌入式系统是实现此功能的最好选
择；接下来详细介绍了我所搭建的数字平台，从功能、开发难度和成本几方面综
合考虑最终确立了以 DSP 为中心主控芯片，FLASH、SDRAM 和 CPLD 为外围
功能模块的总体方案；而后介绍如何根据 BOXcar 原理编写程序完成系统功能，
最后给出系统调试方法，包括硬件调试和软件调试以及在实际应用中积累的一些
经验。
文章深入探讨了 ADI 公司的 ADSP-BF531 的功能和开发过程，同时提出一
种在功能和速度上都能很好满足系统需要的一种算法：BOXcar 算法，并给出算
法框图。ADSP-BF531 是 ADI 公司新一代 16 位高速 DSP 产品，这一新产品是专
为通信和互联网应用而设计的通用 DSP 芯片，能处理广泛用于互联网的大量图
像、声音、文本和数据流，适用于电信和各种互联网设备。BOXcar 算法是基于
硬件 BOXcar 提出的一种改良算法，克服了硬件实现时离散性大，设备复杂等缺
点，它的核心概念是积累平均。
经过实际验证，证明该系统能够根据国际标准完成对光纤的衰减和长度等指
标的检测且测量准确迅速，可以达到国外先进水平。
关键词：光时域反射仪 DSP 数字系统 BOXcar
ABSTRACT
Nowadays, our country’s information industry is developing at a phenomenal
rate, through the traditional media to transfer the information have failed to meet the
increased needs. The optical fiber as a new carrier has many merits, such as the lower
spoilage, broader band width, larger capacity and the enough material, so it is the best
choice to replace the traditional carrier. At present, the main device to detect the
optical fiber is Optical Time Domain Reflector. Because in the project it is essential,
so the demand is very b