FPGA驱动的LVDS高速通信卡：遥测信号测试关键组件

本文主要探讨了一种基于FPGA的LVDS高速数据通信卡的设计。这种专用板卡是为了满足某遥测信号模拟源的需求，该模拟源用于测试和验证模拟信号处理器以及遥测组件的功能。设计的关键组件包括PCI9054进行上位机数据交互，FPGA负责PCI本地接口转换、数据的接收和发送控制，以及DDS芯片（如AD9851）的配置，用于精确地生成和调整输出信号。 首先，PCI9054作为一个重要的接口模块，它确保了板卡与上位机之间的高效数据交换，通过PCI总线提供高速、兼容性强且成本效益高的连接。FPGA则作为核心处理单元，实现了PCI接口的本地化处理，不仅支持10到200 Mbit/s的高速LVDS数据接收，还具备灵活的发送能力，可发送10到50 Mbit/s的任意速率LVDS数据，适应了待测产品对LVDS总线协议性能的特殊需求。 DDS技术在这里被用于信号的频率合成，通过控制频率控制字、相位控制字以及参考时钟，实现输出信号的频率和相位调整。AD9851作为DDS芯片，其优势在于能快速转换频率、提供高分辨率和低相位噪声，这对于精确模拟信号至关重要。 此外，为了增强用户体验和操作便捷性，设计采用了Windows驱动程序（WDM）进行控制，并结合MFC（Microsoft Foundation Classes）创建了交互式用户界面，使得用户可以直观地监控和控制板卡的工作状态，进行测试操作。 硬件设计部分着重于数据接收系统的构建，通过FPGA处理来自PCI9054的输入，实时解析和转发高速LVDS信号。同时，发送系统利用DDS芯片产生的时钟，配合FPGA的控制逻辑，确保发送数据的准确性和稳定性。 这篇文章详细阐述了如何利用FPGA、PCI9054、SDRAM和DDS等技术，结合Windows驱动和MFC界面，设计出一种高性能、灵活性高的LVDS数据通信卡，以支持遥测信号模拟源的精确测试工作。这种设计在IT行业中对于高速、精准的数据传输和信号模拟具有实际应用价值。