基于FPGA的數(shù)據(jù)高速采集系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著數(shù)字技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)被用于越來越多的領域中，如工業(yè)控制、無線通信、科學實驗等領域。人們對采集系統(tǒng)的高速性以及實時性等方面的要求越來越高。
　　目前，國內外市場上的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品大多以單片機、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備，此類采集卡受總線的限制，且易受主機內其他器件的干擾。此外，高速、實時、連續(xù)大容量地采集及存儲數(shù)據(jù)也是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一個關鍵問題。本文在對數(shù)據(jù)采集技術的國

2、內外發(fā)展現(xiàn)狀以及數(shù)據(jù)采集技術理論研究和分析的基礎上，總結了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點以及發(fā)展趨勢，本著經(jīng)濟、實用、簡潔、可靠及安全的設計原則，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)的設計方案。
　　本設計采用FPGA作為控制系統(tǒng)的核心，控制高速ADC進行數(shù)據(jù)的采樣，并結合Altera公司提供的FIRIP核對采集出來的數(shù)據(jù)進行低通濾波，濾波后的數(shù)據(jù)經(jīng)過FIFO進行數(shù)據(jù)格式轉換后，存儲在動態(tài)存儲器SDRAM中，然后經(jīng)USB

3、轉串口電路傳輸?shù)接嬎銠C上進行顯示和數(shù)據(jù)分析。在FPGA內部，采用了自上而下以及模塊化的程序思想來設計各外部模塊的控制程序。整個采集系統(tǒng)包括A/D采樣模塊、FIR數(shù)字濾波模塊、FPGA主控模塊、SDRAM控制器設計模塊以及USB轉串口電路五個部分，對每部分的硬件電路進行了功能測試，并采用ModelSim仿真軟件，編寫代碼對系統(tǒng)模塊進行功能仿真。
　　最后，采用本系統(tǒng)對模擬信號進行采樣，得到了大量的采樣數(shù)據(jù)，通過Matlab軟件對采集