FPGA在PXI高速数据采集系统中的应用设计

"基于FPGA的PXI高速数据采集系统设计" 本文主要探讨了基于FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的PXI（PCI eXtensions for Instrumentation，仪器级PCI扩展）高速数据采集系统的设计。作者黄志文、邵平和扈晓兰分别来自玉林师范学院物信系和桂林通和公司的技术部，他们在2010年发表于《化工自动化及仪表》期刊的一篇文章中，阐述了如何构建这样的系统。 PXI平台是基于PCI标准的高性能测量和自动化系统，具有高速数据传输能力，常用于科研和工业应用中的数据采集和处理。FPGA作为该系统的核心，能够实现复杂的逻辑功能，提供高速并行处理能力，适合处理大量实时数据。 文章可能涉及以下几个关键知识点： 1. **FPGA在数据采集系统中的应用**：FPGA的灵活性使得它能够根据需要配置为各种接口控制器，如ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）的控制逻辑，以及数据处理和缓冲模块。FPGA可以高效地管理和调度数据流，确保高速数据采集的实时性。 2. **PXI系统架构**：PXI结合了PCI总线的高性能和模块化硬件平台，支持多通道数据采集。文中可能详细讨论了如何设计PXI系统的背板总线接口，以实现高速数据传输。 3. **高速ADC的选择与接口设计**：高速ADC如AD9224是数据采集的关键组件，它们将模拟信号转化为数字信号。文章可能详细介绍了如何选择合适的ADC，并设计与FPGA的接口，以实现高精度、高采样率的数据转换。 4. **数据存储与传输**：在高速采集环境下，数据存储和向主机传输是挑战。文中可能会涉及使用Flash存储器来暂存采集数据，以及如何通过PC104总线或类似接口将数据有效地传送到上位机进行进一步处理。 5. **软件设计与实现**：与硬件配合的软件设计也是系统的一部分，可能包括实时操作系统下的驱动程序开发，以及数据处理算法的实现。 6. **时钟相位校正**：在高速数据采集过程中，时钟相位误差可能导致数据错误。文章可能提到了基于FPGA的时钟相位校正技术，如DPLL（Digital Phase-Locked Loop，数字锁相环）和LogicCell法，以确保数据同步和准确性。 7. **参考文献**：文章引用了其他相关研究，包括QNX系统下的PXI多功能数据采集卡驱动开发，Altera FPGA/CPLD设计，以及基于PCI总线的高速数据采集系统等，这些都为FPGA在数据采集系统中的应用提供了基础。 通过对这些知识点的深入理解和实践，设计者能够构建出满足高速、高精度需求的PXI数据采集系统，服务于各种复杂的测量和自动化应用场景。