基于FPGA的數(shù)據(jù)高速采集系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)被用于越來(lái)越多的領(lǐng)域中，如工業(yè)控制、無(wú)線通信、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。人們對(duì)采集系統(tǒng)的高速性以及實(shí)時(shí)性等方面的要求越來(lái)越高。
　　目前，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品大多以單片機(jī)、DSP或FPGA作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制中心，以PCI總線作為其通訊總線的采集設(shè)備，此類采集卡受總線的限制，且易受主機(jī)內(nèi)其他器件的干擾。此外，高速、實(shí)時(shí)、連續(xù)大容量地采集及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)也是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文在對(duì)數(shù)據(jù)采集技術(shù)的國(guó)

2、內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及數(shù)據(jù)采集技術(shù)理論研究和分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)以及發(fā)展趨勢(shì)，本著經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、簡(jiǎn)潔、可靠及安全的設(shè)計(jì)原則，提出了一種基于FPGA的高速、高精度、低功耗的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。
　　本設(shè)計(jì)采用FPGA作為控制系統(tǒng)的核心，控制高速ADC進(jìn)行數(shù)據(jù)的采樣，并結(jié)合Altera公司提供的FIRIP核對(duì)采集出來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波，濾波后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)FIFO進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后，存儲(chǔ)在動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器SDRAM中，然后經(jīng)USB

3、轉(zhuǎn)串口電路傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示和數(shù)據(jù)分析。在FPGA內(nèi)部，采用了自上而下以及模塊化的程序思想來(lái)設(shè)計(jì)各外部模塊的控制程序。整個(gè)采集系統(tǒng)包括A/D采樣模塊、FIR數(shù)字濾波模塊、FPGA主控模塊、SDRAM控制器設(shè)計(jì)模塊以及USB轉(zhuǎn)串口電路五個(gè)部分，對(duì)每部分的硬件電路進(jìn)行了功能測(cè)試，并采用ModelSim仿真軟件，編寫(xiě)代碼對(duì)系統(tǒng)模塊進(jìn)行功能仿真。
　　最后，采用本系統(tǒng)對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，得到了大量的采樣數(shù)據(jù)，通過(guò)Matlab軟件對(duì)采集