基于FPGA的高速數(shù)據(jù)記錄儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著人類(lèi)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,數(shù)據(jù)采集已經(jīng)成為現(xiàn)代工程科學(xué)中的一個(gè)重要部分。采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算,然后將結(jié)果用來(lái)指導(dǎo)生活生產(chǎn)實(shí)踐已經(jīng)成為一種重要的研究控制手段,廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)制造、防災(zāi)減災(zāi)以及國(guó)防等眾多領(lǐng)域。完成數(shù)據(jù)采集、分析、輸出的系統(tǒng)被稱(chēng)為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)大都基于體積小、功能強(qiáng)大的專(zhuān)用嵌入式處理器平臺(tái),能夠?qū)崿F(xiàn)帶寬高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)量大的采集過(guò)程。本文研究?jī)?nèi)容是一種基于FPGA的高速數(shù)據(jù)記錄儀的設(shè)

2、計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)可以對(duì)多路模擬信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、處理、存儲(chǔ),并能夠輸出數(shù)據(jù),系統(tǒng)還提供控制接口和相應(yīng)的控制協(xié)議,允許外部設(shè)備對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。系統(tǒng)總體上主要分為接口模組、存儲(chǔ)模組和高速背板三部分。
　　本文重點(diǎn)研究系統(tǒng)接口模組的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),主要完成工作如下:
　　(1)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)出發(fā),結(jié)合現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展背景,提出了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),確定了系統(tǒng)的接口定義和功能。對(duì)系統(tǒng)接口模組、存儲(chǔ)模組和高速背板的設(shè)計(jì)方案

3、進(jìn)行了詳細(xì)嚴(yán)密的論證。
　　(2)設(shè)計(jì)了接口模組采集模塊的總體結(jié)構(gòu),詳細(xì)描述了采集模塊各部分的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程。依照系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo),經(jīng)過(guò)計(jì)算給出了系統(tǒng)緩存的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)乒乓操作和緩存技術(shù)的結(jié)合,設(shè)計(jì)了一種數(shù)據(jù)分發(fā)的機(jī)制。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)接口模組與存儲(chǔ)模組間的高速串行通信。
　　(3)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體控制方案,對(duì)系統(tǒng)的控制接口的物理實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了多方案的討論研究,根據(jù)選用方案設(shè)計(jì)了主控設(shè)備與系統(tǒng)之間的控制接口定義和通信機(jī)制。根據(jù)系統(tǒng)的功能