一種新型基于CPLD的多通道數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在工業(yè)測控以及信號與信息處理領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。在許多傳統(tǒng)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,所有通道都同時工作,并且所有通道只能以同樣的速率進(jìn)行采樣。然而,在很多情況下,輸入信號的速率有高有低,由于總采樣帶寬有限,因此采用這種單一的工作模式在很多情況下會造成系統(tǒng)采樣帶寬的浪費。本文針對該缺陷,設(shè)計了一種以CPLD(復(fù)雜可編成邏輯器件)為核心控制器件,基于PCI總線的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點在于能夠?qū)λ休斎胪ǖ?根據(jù)待測輸入信號的

2、頻率,對不同的采樣通道配置與待測信號匹配的采樣率進(jìn)行分組采樣,并且能夠根據(jù)需要使能采樣通道,使得系統(tǒng)采樣帶寬利用率得到最大化。 本文以采集卡對環(huán)境適應(yīng)能力為重點,以實際項目為背景,提出了整個系統(tǒng)的設(shè)計方案。介紹了項目背景,以及該領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出了系統(tǒng)的整體架構(gòu),以及選用該架構(gòu)的原因。劃分了系統(tǒng)硬件模塊,并通過分別對各個硬件模塊功能以及主要芯片的介紹搭建了系統(tǒng)的硬件平臺。第三章介紹了系統(tǒng)核心控制構(gòu)件CPLD的內(nèi)部模塊劃分,

3、模塊功能,并詳細(xì)闡述了該設(shè)計的核心：“可搶占通道掃描算法”。接著在PCI驅(qū)動程序開發(fā)中,介紹了如何對PCI控制芯片進(jìn)行初始化。在比較三種常用驅(qū)動程序開發(fā)工具的基礎(chǔ)上,選擇了Windriver作為本次驅(qū)動程序的開發(fā)工具,給出了Windriver開發(fā)驅(qū)動程序的開發(fā)步驟,同時特別關(guān)注了對系統(tǒng)傳輸效率具有決定性影響的PCI中斷響應(yīng)以及中斷服務(wù)程序。最后介紹了對整個系統(tǒng)進(jìn)行的算法級仿真，以及使用各種工具對系統(tǒng)硬件做出的仿真與測試。測試結(jié)果表明：該