基于MCU+FPGA組合的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在自動(dòng)控制、電氣測(cè)量、地質(zhì)物探、航空航天等工程實(shí)踐中有著極為廣泛的應(yīng)用。如何對(duì)高速的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，保證信號(hào)不丟失，以滿(mǎn)足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需要，一直是高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究的一個(gè)重要方向。 傳統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，利用單片機(jī)和硬件FIFO對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，但是這種系統(tǒng)控制單一，且不易于升級(jí)?，F(xiàn)在有許多采用DSP處理器的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，但是作為系統(tǒng)控制芯片的DSP，使用起來(lái)比較復(fù)雜，尤其是其內(nèi)部的算法。FPGA

2、電路邏輯關(guān)系清晰，芯片時(shí)延小、速度快，且可用VHDL或Veilog HDL描述其內(nèi)部邏輯電路，便于修改和升級(jí)。如果在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中采用FPGA控制器，將極大地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 文章在對(duì)有關(guān)應(yīng)用背景的分析和對(duì)當(dāng)前高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究的基礎(chǔ)上，選擇MCU+FPGA的組合設(shè)計(jì)方案。采用Cygnal公司的C8051F120單片機(jī)控制系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止，數(shù)據(jù)采集的允許，數(shù)據(jù)傳輸?shù)?；采用Altera公司Cyclone Ⅱ系列的

3、EP2C8Q208C7芯片控制高速數(shù)據(jù)的緩存和存儲(chǔ)點(diǎn)數(shù)等。 文章首先對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究，明確了各種高速系統(tǒng)所采用的結(jié)構(gòu)和方式，簡(jiǎn)要介紹了數(shù)據(jù)采集的一些基本理論，然后在此基礎(chǔ)上，確定了本系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和所要采用的各種集成電路芯片，在具體設(shè)計(jì)PCB時(shí)，充分考慮信號(hào)干擾、信號(hào)隔離等問(wèn)題；FPGA是系統(tǒng)的核心部件，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，文中詳細(xì)地闡述其內(nèi)部時(shí)序電路的設(shè)計(jì)過(guò)程，并給出了電路原理圖和仿真時(shí)序圖；設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟