一種支持LabVIEW的數(shù)據(jù)接口平臺實現(xiàn).pdf

1、數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸是信號處理中很重要的環(huán)節(jié)，在通信、圖像處理等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。FPGA在其中數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)中扮演了重要的角色，一般的FPGA編程都是用VHDL，Verilog語言來設(shè)計的，這兩種代碼形式的硬件描述語言，一直是主流的FPGA開發(fā)設(shè)計語言。
　　 本設(shè)計目標(biāo)是開發(fā)一個數(shù)據(jù)接口平臺，該平臺主要用到了FPGA作為數(shù)據(jù)接口的控制結(jié)構(gòu)，它沒有用傳統(tǒng)的硬件描述語言來設(shè)計FPGA程序，而是采用LabVIEW語言來實現(xiàn)數(shù)據(jù)接口

2、平臺的開發(fā)。這樣做有以下兩個特點:
　　 一、LabVIEW是一種圖形化的語言，它具有形象、直觀以及簡便的特點。LabVIEW軟件提供了許多數(shù)據(jù)處理的庫函數(shù)以及相關(guān)硬件的庫文件供開發(fā)人員使用，使得FPGA的開發(fā)設(shè)計變得非常簡潔，免去了許多較為底層的基礎(chǔ)函數(shù)的開發(fā)和調(diào)試過程，大大加速了開發(fā)進(jìn)程;同時，該平臺可以使善于LabVIEW語言編程的開發(fā)人員可以在不懂HDL語言的情況下，毫無門檻的開發(fā)FPGA程序，該平臺完全支持LabVIE

3、W。
　　 二、使用LabVIEW語言開發(fā)的數(shù)據(jù)接口平臺，可以在一定程度上兼容NI（美國國家儀器公司）的相關(guān)數(shù)據(jù)采集模塊，比如其15針標(biāo)準(zhǔn)接口的數(shù)據(jù)采集卡。NI CRIO是NI開發(fā)的可重復(fù)配置的高可靠性嵌入式工業(yè)控制器，具有豐富的軟硬件資源，多種I/O模塊連接各種現(xiàn)場信號。靈活開放的LabVIEW開發(fā)環(huán)境在簡化FPGA編程復(fù)雜度的同時，還能確保在硬件平臺上通過交互式的調(diào)試實現(xiàn)最優(yōu)化的控制策略。然而，NI的儀器在使用的過程中對于用

4、戶來說有某些限制，比如其CRIO機(jī)箱的插槽數(shù)目，一定程度上限制了數(shù)據(jù)采集通道的數(shù)量。故而我們希望能開發(fā)一種可以兼容其功能，同時又能靈活自由的根據(jù)用戶需求設(shè)計自定義的數(shù)據(jù)接口平臺。因而，我們嘗試做這樣一種兼容NI系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平臺是有意義的。
　　 具體實現(xiàn)的方案是:
　　 硬件上，主要由FPGA組成，提供數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)I/O等多種功能，并通過PC104對外提供PCI接口實現(xiàn)通信，兩者之間通過PCI總線進(jìn)行連接。
　　

5、 軟件上，主要圍繞PCI9054芯片的特點來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信以及相應(yīng)的處理。上位機(jī)作為主控設(shè)備，控制和FPGA之間雙向的通信，包括命令和數(shù)據(jù)的傳輸。上位機(jī)設(shè)置雙向的數(shù)據(jù)傳輸方式，上位機(jī)往FPGA方向上的數(shù)據(jù)采用Block DMA，指令的發(fā)送采用直接寫PCI總線的方式;FPGA往上位機(jī)的數(shù)據(jù)通過Scatter/Gather DMA模式來傳輸，指令的發(fā)送統(tǒng)一和數(shù)據(jù)一樣通過該DMA模式傳輸。FPGA和上位機(jī)也承擔(dān)著各種的數(shù)據(jù)接收和校驗等處理。P