基于FPGA的高速數據記錄儀設計與實現.pdf

1、隨著人類生產力和科學技術的迅猛發(fā)展,數據采集已經成為現代工程科學中的一個重要部分。采集現場數據并對數據進行分析計算,然后將結果用來指導生活生產實踐已經成為一種重要的研究控制手段,廣泛應用于工業(yè)生產制造、防災減災以及國防等眾多領域。完成數據采集、分析、輸出的系統(tǒng)被稱為數據采集系統(tǒng),現代數據采集系統(tǒng)大都基于體積小、功能強大的專用嵌入式處理器平臺,能夠實現帶寬高、實時性強、數據量大的采集過程。本文研究內容是一種基于FPGA的高速數據記錄儀的設

2、計與實現。該系統(tǒng)可以對多路模擬信號進行實時采集、處理、存儲,并能夠輸出數據,系統(tǒng)還提供控制接口和相應的控制協議,允許外部設備對系統(tǒng)進行實時控制。系統(tǒng)總體上主要分為接口模組、存儲模組和高速背板三部分。
　　本文重點研究系統(tǒng)接口模組的設計與實現,主要完成工作如下:
　　(1)從系統(tǒng)設計要求和技術指標出發(fā),結合現代數字系統(tǒng)結構的發(fā)展背景,提出了系統(tǒng)的總體結構,確定了系統(tǒng)的接口定義和功能。對系統(tǒng)接口模組、存儲模組和高速背板的設計方案

3、進行了詳細嚴密的論證。
　　(2)設計了接口模組采集模塊的總體結構,詳細描述了采集模塊各部分的設計與實現過程。依照系統(tǒng)的技術指標,經過計算給出了系統(tǒng)緩存的設計方案。通過乒乓操作和緩存技術的結合,設計了一種數據分發(fā)的機制。實現了系統(tǒng)接口模組與存儲模組間的高速串行通信。
　　(3)設計了系統(tǒng)總體控制方案,對系統(tǒng)的控制接口的物理實現進行了多方案的討論研究,根據選用方案設計了主控設備與系統(tǒng)之間的控制接口定義和通信機制。根據系統(tǒng)的功能