伴随着经济高速发展而来的愈来愈严重的大气污染问题,使得大气污染治理更加紧迫,而在治理过程中,对大气的监测是不可缺少的一环。本课题所属的课题组长期以来从事研制用于大气监测的成像光谱仪,目前已形成星载和机载多种产品。为了更方便的对成像光谱仪产品进行测试,针对成像光谱仪的接口都是LVDS接口的特点,设计了 LVDS转USB2.0适配器,LVDS转USB3.0适配器和LVDS转千兆以太网适配器,通过使用这些适配器,可以方便的将成像光谱仪与普通PC或者笔记本电脑连接起来,提高了测试系统的便捷性。本文的主要内容是对LVDS转千兆以太网适配器的设计及应用。本文的主要内容分为以下三个方面:第一部分介绍了 LVDS转千兆以太网适配器设计的研究背景和意义,简述了目前成像光谱仪的数据采集系统在国内外的研究现状。对于以太网技术的诞生和发展做了简单的概述,然后介绍了 OSI参考模型和TCP/IP协议族,并重点说明了适配器所用到了 UDP协议、IP协议、ARP协议和以太网帧的技术细节,包括数据包格式,每个字段所代表的意义和各个协议的工作方式。第二部分的重点是适配器的设计。包括适配器的硬件逻辑设计、硬件电路设计和上位机测试软件的设计。按照功能的不同,将整体逻辑设计细分为四个模块逐个设计,分别是串并转换模块,数据缓冲模块、UART模块和UDP/IP模块。介绍了各个模块的功能,说明了在设计过程中遇到的问题和解决的办法。在硬件电路设计中,介绍了电源模块电路、FPGA电路、MAC芯片电路、PHY芯片电路和外围接口电路,说明了提高信号传输质量的方法。上位机采用C++编写,分成了四个模块来完成不同的功能。第三部分是对适配器的测试,包括功能测试和性能测试,测试结果表明适配器可以完成稳定传输图像数据的功能,最高传输速率可达140Mbps,误码率为0。